WO2022164125A1 - Electronic apparatus for power conversion, and power conversion method - Google Patents

Electronic apparatus for power conversion, and power conversion method Download PDF

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WO2022164125A1
WO2022164125A1 PCT/KR2022/001035 KR2022001035W WO2022164125A1 WO 2022164125 A1 WO2022164125 A1 WO 2022164125A1 KR 2022001035 W KR2022001035 W KR 2022001035W WO 2022164125 A1 WO2022164125 A1 WO 2022164125A1
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switch
voltage
capacitor
switched
energy storage
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PCT/KR2022/001035
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최규식
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삼성전자 주식회사
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    • H02M3/1582—Buck-boost converters

Definitions

  • This document relates to an electronic device, for example, to an electronic device for power conversion and a power conversion method.
  • An electronic device such as a portable terminal uses a power conversion device to supply operating power required for an operation of an internal device (eg, a processor and a memory).
  • an internal device eg, a processor and a memory.
  • the embodiment of this document relates to a method of increasing the efficiency of a converter through a combination of a switched capacitor having high efficiency in power supply but difficult to control the output voltage and a switched inductor having low power supply efficiency but relatively good control characteristics. .
  • Buck converter, boost converter, and buck-boost converter for power conversion may correspond to representative switched inductors.
  • a switched inductor can have a simple structure consisting of a switch, an inductor, and a capacitor, and can achieve power conversion efficiency of 80 to 90%, and has the advantage of fast control characteristics.
  • the switched capacitor is a method that can increase the degree of integration and reduce the price by removing the magnetic element, and has been in the spotlight recently thanks to the development of semiconductor element technology.
  • As a method of transferring energy directly from capacitor to capacitor it can be configured only with a switch and capacitor, and has the advantage of being able to achieve up to 95% efficiency.
  • Switched inductors have problems with efficiency due to their high price and large volume, and can cause constant power loss. On the other hand, it may be difficult to control the output voltage of a switched capacitor. Output voltage control may be possible through a method of varying the switching frequency, but efficiency may be low. Due to this, it is possible to prevent the efficiency from being extremely low by configuring a switched capacitor having different optimum points, but this method may still have a low average efficiency.
  • An electronic device includes an energy storage circuit connected in series with a battery and including at least one capacitor for accumulating charge, and a switched capacitor for transferring charge from the energy storage circuit to an output circuit ( It may include a processor operatively connected to a switched capacitor), a switched inductor for controlling the output voltage, a switched capacitor, a switched inductor, and an energy storage circuit.
  • the processor may measure the voltage of the battery, the voltage of the energy storage circuit, and the output voltage of the electronic device. .
  • the processor may control the output voltage through the switched inductor and control to accumulate charge in the energy storage circuit. When electric charges are accumulated in the energy storage circuit and the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, the processor may control to transfer the excess charge of the energy storage circuit to the output circuit through the switched capacitor through mode switching of the electronic device.
  • the method for converting power of an electronic device includes an operation of checking an input voltage and an output voltage of the electronic device, an operation of controlling an output voltage through a switched inductor, and an operation of controlling an output voltage through a switched inductor to charge ( charge), changing a power conversion mode of the electronic device when the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, and transferring charges from the energy storage circuit to the output circuit.
  • the power conversion mode of the electronic device may include a single operation mode of a switched inductor, a single operation mode of a switched capacitor, and a hybrid operation mode of a switched inductor and a switched capacitor.
  • a high-efficiency switched capacitor supplies a large proportion of power
  • a switched inductor supplies minimum power for output voltage control, so that the efficiency maintains an intermediate level between the switched capacitor and the switched inductor while maintaining a precise output voltage.
  • a large amount of energy can be transferred through a high-efficiency switched capacitor to increase overall efficiency compared to a method using only a general switched inductor.
  • the buck converter or buck-boost converter type switched inductor since the voltage of the switching terminal is relatively low, the switching loss can be reduced, and thus the efficiency of the switched inductor itself can be increased.
  • the switch by operating the switch according to the operating conditions, it is possible to enable the normal operation of the electronic device under various conditions.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIGS. 2A and 2B are block diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • 3A to 3F are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • 4A to 4H are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • 5A to 5E are circuit diagrams illustrating a state of a switch and a flow of current when an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 is a graph illustrating waveforms of voltage and current when a system of an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with at least one of the electronic device 104 and the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output circuit 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 .
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be stored in , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a
  • the secondary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190 ). have.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann maCHine (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output circuit 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output circuit 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 , or an external electronic device (eg, a sound output circuit 155 ) connected directly or wirelessly with the electronic device 101 .
  • the electronic device 102) eg, a speaker or headphones
  • the electronic device 102 may output a sound.
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more specified protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module.
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a telecommunication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 uses various techniques for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: Downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • the server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first, second, or first or second may simply be used to distinguish an element from other elements in question, and may refer elements to other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101).
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • the processor eg, the processor 120
  • the device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided in a computer program product (computer program product).
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play StoreTM) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly, online between smartphones (eg: smartphones).
  • a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. , or one or more other operations may be added.
  • FIGS. 2A and 2B are block diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • the electronic device 200 includes a battery 210 , a switched capacitor 220 , a switched inductor 230 , an energy storage circuit 240 , a switch module 241 , and The output circuit 250 may be configured. Also, even if at least some of the illustrated components are omitted or substituted, there is no problem in implementing various embodiments of the present document.
  • the electronic device 200 may further include at least some of the configuration and/or functions of the electronic device 101 of FIG. 1 . At least some of the respective components of the illustrated (or not illustrated) electronic device may be operatively, functionally, and/or electrically connected.
  • the electronic device 200 includes an energy storage circuit 240 connected in series with the battery 210 and including at least one capacitor for accumulating a charge, an energy storage circuit ( Works with switched capacitor 220 for transferring charge from 240 to output circuit 250, switched inductor 230 and switched capacitor 220 for output voltage control, switched inductor 230 and energy storage circuit 240 It may include an operatively coupled processor 120 .
  • the processor 120 may measure the voltage of the battery 210 , the voltage of the energy storage circuit 240 , and the output voltage of the electronic device 200 , and the output voltage through the switched inductor 230 . can be controlled. In addition, the processor 120 may control to accumulate charges in the energy storage circuit 240 , and when the voltage of the energy storage circuit 240 is higher than the output voltage due to the accumulation of charges in the energy storage circuit 240 , the electronic device ( 200 , the excess charge of the energy storage circuit 240 may be controlled to be transferred to the output circuit 250 via the switched capacitor 220 .
  • the electronic device 200 may further include a switch controller that turns on/off a plurality of switches included in the energy storage circuit 240 , the switched inductor 230 , and the switched capacitor 220 .
  • the switched inductor 230 may include at least one of a boost converter, a buck converter, or a buck-boost converter.
  • the energy storage circuit 240 may include at least one capacitor including a first-stage capacitor or a second-stage capacitor, and the switched capacitor 220 may include at least one or more charge pumps.
  • the electronic device 200 may further include a mode conversion switch to operate the electronic device 200 in a wide range of input/output conditions.
  • the mode change switch may be controlled by a switch controller. A process in which the switch controller turns on/off the mode conversion switch to change the mode of the electronic device 200 will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3E .
  • the battery 210 may supply power to each component of the illustrated or not illustrated electronic device 101 .
  • the battery 210 is a known battery used in the electronic device 101 , such as a rechargeable battery or a solar battery, and may be charged by wire or wirelessly.
  • the switched capacitor 220 may include a switch and a capacitor.
  • the switched capacitor 220 may have the effect of reducing power loss and reducing the size of a device by removing an inductor.
  • the switched capacitor 220 may transfer charge from the energy storage circuit 240 to the output circuit 250 .
  • the switched inductor 230 may include a boost converter, a buck converter, and a buck-boost converter.
  • the boost converter may boost the output voltage compared to the input voltage, and the buck converter may reduce the input voltage.
  • the buck-boost converter may serve to convert an input voltage to a specific voltage by reducing or boosting the input voltage.
  • the switched inductor 230 may include at least one switch and an inductor. The switch may control so that only the switched capacitor 220 operates by flowing or blocking the input current through the inductor.
  • the switched inductor 230 may control the output voltage.
  • charges may be accumulated in the energy storage circuit 240 connected in series at the top.
  • the voltage of the energy storage circuit 240 may increase to the voltage of the output circuit 250 .
  • the switched capacitor 220 may transfer the excess charge to the output circuit 250 .
  • the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 may operate independently, for example, a single operation of the switched capacitor 220 , a single operation of the switched inductor 230 , and a switched capacitor A hybrid operation in which 220 and the switched inductor 230 operate together may be possible.
  • the energy storage circuit 240 , the switched inductor 230 , and the switched capacitor 220 may include a switch module 241 for mode change. This may be selectively added in case the input/output voltage ratio is wide, and the operable input/output voltage range and power transfer mode may be changed according to the operation of the switch module 241 .
  • the output circuit 250 may include a capacitor and a load.
  • the power of the battery 210 may be transferred to the capacitor Co of the output circuit 250 and may pass through an inductor during the transfer process.
  • inductors have low power transfer efficiency, which can cause power loss in the process. 3 to 5 below, the power conversion process of the electronic device 200 using the switched inductor 230 and the switched capacitor 220 together in order to minimize power loss occurring in the switched inductor 230 will be described in detail.
  • 3A to 3F are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • the switch controller of the electronic device 200 partially shorts the internal switch of the switched capacitor 220 to control the switched capacitor 220 and the capacitor of the energy storage circuit 240 to be connected in parallel, or By partially shorting the internal switch of the capacitor 220 , it is possible to control the switched capacitor 220 and the capacitor of the output circuit 240 to be connected in parallel.
  • the electronic device 200 of FIG. 3A uses a buck converter as the switched inductor 230 , uses a single stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and uses a single stage capacitor as the switch module 241 .
  • a switch QH connected in parallel with (CH) can be used.
  • the switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
  • FIG. 3B is a circuit diagram showing an open switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 in the electronic device 200 of FIG. 3A .
  • the power input from the battery 210 may be stored in the CH 240 .
  • FIG. 3C shows that in the electronic device 200 of FIG. 3A , the switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 is operated and Q5, which is an internal switch of the switched inductor, is operated.
  • the CH may be shorted, and the electronic device 200 may operate as a general buck converter.
  • FIG. 3D shows that the internal switches Q1 and Q3 of the switched capacitor 220 are shorted and Q2 and Q4 are opened in the electronic device 200 of FIG. 3A .
  • the CH 240 and the switched capacitor Cfly 220 may be connected in parallel. In this process, the charges accumulated in the CH 240 may be transferred to Cfly.
  • FIG. 3E shows that the internal switches Q1 and Q3 of the switched capacitor 220 are opened and Q2 and Q4 are shorted in the electronic device 200 of FIG. 3A .
  • the capacitor Co of the output circuit 250 and the switched capacitor Cfly 220 may be connected in parallel.
  • the charges accumulated in the Cfly 220 may be transferred to the Co 250 . That is, the electric charge stored in the energy storage circuit 240 may be output through the switched capacitor 220 through the processes of FIGS. 3D and 3E .
  • the switched capacitor 220 is used for the current output, power transfer efficiency can be increased, and the output voltage can be controlled by outputting a predetermined level of current through the switched inductor 230 as shown in FIG. 3C .
  • the overall power transfer efficiency can be generally increased compared to a method using only the switched inductor 230 .
  • some current is output through the switched inductor 230 , thereby compensating for the switched capacitor 220 , which is difficult to control the output voltage.
  • FIG. 3f shows that in the electronic device 200 of FIG. 3a , QH of the switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 is shorted and Q5 and Q6, which are internal switches of the switched inductor 230, are shorted. .
  • the electronic device 200 may control only the switched capacitor 220 to operate.
  • the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. Since the switched capacitor 220 has relatively better output efficiency than the switched inductor 230 , the output efficiency of the electronic device 200 may be improved by using the switched capacitor 220 .
  • 4A to 4H are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • the electronic device 200 of FIG. 4A uses a buck converter as the switched inductor 230 , uses a single stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and uses a single stage capacitor as the switch module 241 .
  • a switch QH connected in parallel with (CH) can be used.
  • the switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
  • the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage,
  • the switch inside the switched inductor 230 is operated to control only the switched capacitor 220 to operate.
  • the switch controller may open the switch QH when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • the switch controller can short switch QH when Vbat ⁇ 2Vo.
  • the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. Also, the switch QH may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • the switched inductor 230 of FIG. 4B uses a buck converter, uses a single-stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and Vbat (voltage of a battery) and a buck converter as the switch module 241 A switch Q5H connected between them can be used.
  • the switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
  • the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, All internal switches of the switched capacitor 220 may be opened. Also, the switch controller may operate the first switch as a high side switch of the buck converter. The switch controller connects the switched capacitor 220 and the capacitor inside the output circuit 250 in parallel, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of a preset multiple of the output voltage, the switched inductor 230 By shorting an internal switch, it is possible to control so that only the switched capacitor 220 operates.
  • the switch controller may open the switch Q5H when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • Vbat ⁇ 2Vo the switch controller may open all Q1, Q2, Q3, Q4 and short switch QH.
  • the capacity of the output capacitor (Co) can be increased by opening Q1, Q3, and Q5 and making Q2 and Q4 short.
  • the switch Q5H may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • the switched inductor 230 of FIG. 4C may use a boost converter
  • the energy storage circuit 240 may use a single-stage capacitor
  • the switched capacitor 220 may have a single charge pump structure.
  • the switched inductor 230 of FIG. 4D uses a buck-boost converter
  • the energy storage circuit 240 uses a single-stage capacitor
  • the switched capacitor 220 has a single charge pump structure.
  • a buck converter is used as the switched inductor 230
  • a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240
  • a two-stage capacitor is used as the switch module 241 .
  • Switches QH and QL connected in parallel with (CH, CL) can be used, respectively.
  • Two charge pumps may be used as the switched capacitor 220 .
  • the switch controller may open the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage.
  • the switch controller may short both the first switch and the second switch, and the voltage of the battery 210 is the first reference value. and the second reference value, one of the first switch or the second switch may be selected and shorted.
  • the switch controller short-circuits the switch inside the switched inductor 230 to control only the switched capacitor 220 to operate. can do.
  • the switch controller may open the switch QH when the voltage Vbat > 3Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • the switch controller can short either switch QH or switch QL if 2Vo ⁇ Vbat ⁇ 3Vo.
  • the switch controller can short both QH and QL when Vbat ⁇ 2Vo.
  • Vbat 3Vo
  • the switch controller may operate only the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted.
  • the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • a buck converter is used as the switched inductor 230
  • a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240
  • a capacitor CH is used as the switch module 241 .
  • the switch Q5H connected between the bottom and LX, can be used. Two charge pumps may be used as the switched capacitor 220 .
  • the switch controller opens the first switch, and when the voltage of the battery 210 is less than the first reference value , a part of the internal switch of the switched capacitor 220 is shorted to connect the switched capacitor 220 and the capacitor of the output circuit 250 in parallel, and the first switch may be operated as a high side switch of the buck converter.
  • the switch controller shorts the switch inside the switched inductor 230 to control only the switched capacitor 220 to operate. have.
  • the switch controller may open the switch Q5H when the voltage Vbat > 3Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • Vbat 3Vo
  • the switch controller can open switches QL1, QL3 and QL5, short QL2 and QL4, and operate Q5H as a high side switch of a buck converter.
  • Vbat 3Vo
  • the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5L and Q6 are shorted.
  • the switch Q5H may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • a boost converter is used as the switched inductor 230
  • a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240
  • a two-stage capacitor is used as the switch module 241 .
  • Switches QH and QL connected in parallel with (CH, CL) can be used, respectively.
  • charges of CH and CL may be transferred to the output by using two charge pumps, respectively.
  • the switch controller may open the first switch and the second switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage.
  • the switch controller When the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, the switch controller shorts one of the first switch or the second switch, and the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the preset multiple of the output voltage.
  • the switch inside the switched inductor 230 may be shorted to control only the switched capacitor 220 to operate.
  • the switch controller may short both the first switch and the second switch when the voltage of the battery 210 is less than the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the output voltage value, the switched inductor ( 230) may be controlled to operate only the switched capacitor 220 by shorting the internal switch.
  • the switch controller may open the switches QH and QL when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • the switch controller can short either switch QH or switch QL if Vbat ⁇ 2Vo.
  • the switch controller can short both QH and QL when Vbat ⁇ Vo.
  • Vbat 2Vo
  • the switch controller may operate only the switched capacitor 220 while Q6 is operated.
  • the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • a buck-boost converter is used as the switched inductor 230 , and two-stage capacitors CH and CL in series are used as the energy storage circuit 240 , and the switch module 241 is 2
  • the switches QH and QL connected in parallel with the capacitors CH and CL, respectively.
  • the switched capacitor 220 charges of CH and CL may be transferred to the output by using two charge pumps, respectively.
  • the switch controller opens the first switch and the second switch, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, the first Either the switch or the second switch may be shorted.
  • the switch controller shorts both the first switch and the second switch, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the output voltage value, the switched inductor 230 . By shorting an internal switch, it is possible to control so that only the switched capacitor 220 is operated.
  • the switch controller may open the switches QH and QL when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 .
  • the switch controller can short either switch QH or switch QL if Vbat ⁇ 2Vo.
  • the switch controller can short both QH and QL when Vbat ⁇ Vo.
  • the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
  • 5A to 5E are circuit diagrams illustrating a state of a switch and a flow of current when an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure
  • 5A to 5E may represent an open state of QH.
  • 5a and 5b may represent the operation of the buck converter.
  • Q5 which is a high side switch of the buck converter
  • a current may be transferred to the output 250 through the CH 240 .
  • the CH 240 may be charged with an inductor current of the buck converter.
  • the low side switch of the buck converter Q6 may be on. If the current flowing in the inductor 230 of the buck converter is IL, and the time Q5 is on is D, the current of D*IL can flow through the operation of FIGS. 5A and 5B on average to the CH 240. .
  • the voltage of the CH 240 may rise, and the moment the voltage VCH applied to the CH 240 becomes higher than the output voltage Vo, the output terminal ( 250) to allow current to flow.
  • the average current delivered to the output terminal 250 may correspond to a D*IL value that exactly matches the current charged in the CH during the buck converter operation.
  • FIGS. 5A and 5B and the operations of FIGS. 5C and 5D may occur independently of each other. Therefore, as shown in FIG. 5E, an operation combining FIGS. 5A and 5C may be performed, and combinations of 5a-5c, 5a-5d, 5b-5c and 5b-5d may be possible.
  • the switched capacitor 220 may operate as in the cases of 5c and 5d.
  • the electronic device 200 may operate as a general buck converter. If necessary, the switch controller can connect Cfly with CH in parallel by shorting Q1 and Q3, or short Q2 and Q4 to connect Cfly with Co in parallel.
  • FIG. 6 is a graph illustrating waveforms of voltage and current when a system of an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure
  • a voltage of 3.3 to 4V is applied to the battery 210 in the structure of FIG. 3A , and the output voltage Vo may be configured to output 1.8V.
  • the switch controller may operate a hybrid mode in which both the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 are operated in a section where Vbat > 2Vo.
  • the switch controller may control the electronic device 200 to operate as a general buck converter by shorting QH in a section where Vbat ⁇ 2Vo.
  • the current transferred from the battery 210 to the output circuit 250 through the switched capacitor 220 may correspond to Io (output current)-IL1 (current flowing through the inductor) shown at 601 .
  • the x-axis may represent time and the y-axis may represent the intensity A of current flowing through the switched inductor 230 and the output circuit 250 .
  • the electronic device may operate in a hybrid mode in which the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 operate together.
  • the output current of the output circuit 250 may correspond to about twice the current flowing through the switched inductor 230 .
  • the electronic device 200 is changed to a mode in which only the switched capacitor 220 operates by the switch controller, current may not flow in the switched inductor 230 according to a graph 602 .
  • the amount of current flowing in the switched inductor 230 may increase instantaneously. current can flow. In this case, according to the graph 602 , current may not flow through the switched capacitor 220 .
  • the output voltage has a constant value in the hybrid mode in which the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 operate together. Thereafter, when the switched capacitor 220 is changed to a mode in which only the switched capacitor 220 operates, the output voltage increases to 1.75V and then gradually decreases to 1.6V.
  • This can be seen as representing the characteristics of the switched capacitor 220 in which it is difficult to control the output voltage, and a constant output voltage can be obtained through the hybrid mode in which the switched inductor 230 is used together. That is, in the case of a mobile device such as a smartphone, it may be difficult to control the output voltage only with the switched capacitor 220 , and power transfer efficiency may be low when only the switched inductor 230 is used.
  • power transfer efficiency can be increased, and it is possible to efficiently control the output voltage.
  • An electronic device includes an energy storage circuit connected in series with a battery and including at least one capacitor for accumulating charge, and a switched capacitor for transferring charge from the energy storage circuit to an output circuit ( It may include a processor operatively connected to a switched capacitor), a switched inductor for controlling the output voltage, a switched capacitor, a switched inductor, and an energy storage circuit.
  • the processor may measure the voltage of the battery, the voltage of the energy storage circuit, and the output voltage of the electronic device. .
  • the processor may control the output voltage through the switched inductor and control to accumulate charge in the energy storage circuit. When the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage due to the accumulation of charges in the energy storage circuit, the processor may control the electronic device to transfer the excess charge of the energy storage circuit to the output circuit through the switched capacitor through mode switching.
  • the electronic device may further include a switch controller configured to turn on/off a plurality of switches included in the energy storage circuit, the switched inductor, and the switched capacitor.
  • the switched inductor may include at least one of a boost converter, a buck converter, or a buck-boost converter.
  • the energy storage circuit may include at least one capacitor including a first-stage capacitor or a second-stage capacitor, and the switched capacitor may include at least one or more charge pumps.
  • the electronic device may further include a mode conversion switch for operating the electronic device in a wide range of input/output conditions.
  • the mode change switch may be controlled by a switch controller.
  • the switched inductor includes a buck converter
  • the energy storage circuit includes a single-stage capacitor having one capacitor
  • the switched capacitor includes one charge pump
  • the mode conversion switch is the energy storage circuit. It may include a first switch connected in parallel with the first stage capacitor.
  • the switch controller opens the first switch to charge the first stage capacitor of the energy storage circuit, and partially shorts the internal switch of the switched capacitor so that the switched capacitor and the capacitor of the energy storage circuit are connected in parallel. control and/or by partially shorting an internal switch of the switched capacitor to control the switched capacitor and the capacitor of the output circuit to be connected in parallel.
  • the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage, and shorts the first switch when the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage , when the voltage of the battery falls within a predetermined error range of a preset multiple of the output voltage, a switch inside the switched inductor may be operated to control only the switched capacitor to operate.
  • the switched inductor includes a buck converter
  • the energy storage circuit includes a single stage capacitor with one capacitor
  • the switched capacitor includes one charge pump
  • the mode conversion switch includes a battery and a switched inductor. It may include a first switch connected therebetween.
  • the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage, and opens the internal switch of the switched capacitor when the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage
  • the first switch is operated as a high side switch of the buck converter, or a switched capacitor and a capacitor in the output circuit are connected in parallel, and the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage , it can be controlled so that only the switched capacitor operates by shorting the switch inside the switched inductor.
  • the switched inductor may include a boost converter
  • the energy storage circuit may include a single-stage capacitor having one capacitor
  • the switched capacitor may include one charge pump
  • the switched inductor may include a buck-boost converter
  • the energy storage circuit may include a single-stage capacitor having one capacitor
  • the switched capacitor may include one charge pump
  • the switched inductor comprises a buck converter
  • the energy storage circuit comprises a two stage capacitor having two capacitors
  • the switched capacitor comprises two charge pumps
  • the mode conversion switch comprises a It may include a first switch and a second switch respectively connected in parallel to the two-stage capacitor.
  • the switch controller opens the first switch, and the voltage of the battery is a second multiple that is a preset multiple of the output voltage. If it is less than the reference value, both the first switch and the second switch are shorted, and when the voltage of the battery is between the first reference value and the second reference value, one of the first switch or the second switch is selected and shorted, and the battery
  • a switch inside the switched inductor may be short-circuited to control only the switched capacitor to operate.
  • FIG. 7 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
  • the power conversion method of the electronic device 200 includes an operation of controlling an output voltage through the switched inductor 230 , and accumulating a charge in the energy storage circuit 240 through the switched inductor 230 .
  • operation of changing the power conversion mode of the electronic device 200 when the voltage of the energy storage circuit 240 is equal to or greater than the output voltage, and an operation of transferring charges from the energy storage circuit 240 to the output circuit 250 may include
  • the single operation mode of the switched inductor 230 , the single operation mode of the switched capacitor 220 , and the switched inductor 230 and the switched capacitor 220 operate together It may include a hybrid mode.
  • the operation of changing the power conversion mode of the electronic device 200 includes the operation of changing the state of the switch of the energy storage circuit 240 , the operation of changing the state of the internal switch of the switched inductor 230 , and It may include an operation of changing a state of an internal switch of the switched capacitor 220 .
  • the processor 120 may check an input voltage and an output voltage of the electronic device 200 .
  • the processor 120 may determine whether a mode change for power transmission is required based on the input voltage and the output voltage of the electronic device 200 . Whether to switch the mode for power transmission may be determined by comparing the input voltage of the battery 210 and the voltage of the CH of the energy storage circuit 240 . Mode conversion for power transmission may be performed by the switch controller, and this process has been described in detail with reference to FIG. 4 above. At this time, the mode for power transmission includes a case in which only the switched capacitor 220 is used, a case in which only the switched inductor 230 is used, and a hybrid mode in which both the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 are used.
  • the switch controller may operate the switch module 241 to change the power conversion mode.
  • the switch controller may not operate the switch module 241 .
  • the switched inductor 230 may transfer power to the energy storage circuit 240 to accumulate charges ( 722 ). When electric charges are accumulated in the energy storage circuit 240 due to the operation of the switched inductor 230 , a voltage may increase, which has been described above with reference to FIG. 2 .
  • the processor 120 may measure the voltage and the output voltage of the energy storage circuit 240 to determine whether the voltage of the energy storage circuit 240 is equal to or greater than the output voltage.
  • the switch controller operates the internal switch of the switched capacitor 220 to transfer the charge of the energy storage circuit 240 to the switched capacitor 220 as shown in FIG. 3 . can be controlled
  • the switched capacitor 220 may operate to receive charge from the energy storage circuit 240 .
  • the switch controller may operate an internal switch of the switched capacitor 220 to control the charge accumulated in the switched capacitor 220 to be transferred to the capacitor Co of the output circuit 250 .
  • FIG. 8 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
  • N may represent the number of capacitors of the non-shorted energy storage circuit 240 .
  • N When one capacitor is used as the energy storage circuit 240 as shown in FIGS. 4A to 4D, N may be 0 or 1, and two capacitors are used as the energy storage circuit 240 as shown in FIGS. 4E to 4H. When used, N may be 0 to 2.
  • the processor 120 may determine whether the switched inductor 230 is a type using a buck converter.
  • the processor 120 may determine whether the input voltage of the battery 210 exceeds a preset integer multiple of the output voltage in operation 820 .
  • the preset integer multiple may be doubled.
  • N it is assumed that N is 1, but the value of N is not limited to 1 and may vary depending on the number of capacitors used in the energy storage circuit 240 .
  • the electronic device 200 may be converted to the hybrid mode in operation 851 .
  • the mode conversion may be performed by the switch controller, and this process has been described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .
  • the processor 120 may determine whether the input voltage of the battery 210 is approximately twice the output voltage in operation 830. . Near 2 times may mean that a certain level of error range is included at a value corresponding to twice the output voltage. When the input voltage of the battery 210 is within a certain level of error at a value corresponding to twice the output voltage, the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched capacitor 220 in operation 852. have.
  • the processor 120 may determine whether the N value is 0 in operation 840 . If the value of N is not 0, in operation 850 , one capacitor of the energy storage circuit 240 is shorted to decrease the value of N by 1. In this case, it may return to operation 810 and repeat the previous process. When the value of N corresponds to 0, in operation 853 , the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched inductor 230 .
  • the processor 120 may determine whether the switched inductor 230 is a type using a buck converter.
  • the switched inductor 230 may use a converter other than the buck converter (eg, boost converter, buck-boost converter).
  • the electronic device 200 may change to the hybrid mode in operation 851 . This may be performed by the switch controller, and this process has been described above.
  • the processor 120 determines whether the input voltage is included within a predetermined error range of a preset integer multiple of the output voltage by operation 830 again. can When the input voltage is included within an error range of a certain level of a value of a preset integer multiple of the output voltage, the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched capacitor 220 according to step 852 . When the input voltage is not included in the error range of a predetermined level of a value of a preset integer multiple of the output voltage, the processor 120 may repeat operation 840, which has been described above.
  • the method of converting power of an electronic device includes an operation of checking an input voltage and an output voltage of the electronic device, an operation of controlling an output voltage through a switched inductor, and an operation of controlling an output voltage through a switched inductor to charge ( charge), changing a power conversion mode of the electronic device when the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, and transferring charges from the energy storage circuit to the output circuit.
  • the power conversion mode of the electronic device may include a single operation mode of a switched inductor, a single operation mode of a switched capacitor, and a hybrid operation mode of a switched inductor and a switched capacitor.
  • the operation of changing the power conversion mode of the electronic device includes the operation of changing the state of the switch of the energy storage circuit, the operation of changing the state of the internal switch of the switched inductor, and the operation of changing the state of the internal switch of the switched capacitor It may include an action to

Abstract

An electronic apparatus according to various embodiments may comprise: an energy storage circuit including at least one capacitor connected in series with a battery to accumulate charges; a switched capacitor which transmits the charges from the energy storage circuit to an output circuit; a switched inductor for controlling an output voltage; and a processor operatively connected to the switched capacitor, the switched inductor, and the energy storage circuit. The processor may measure a voltage of the battery, a voltage of the energy storage circuit, and an output voltage of the electronic apparatus. The processor may control the output voltage through the switched inductor and control the energy storage circuit to accumulate the charges. When the charges are accumulated in the energy storage circuit and the voltage of the energy storage circuit is greater than or equal to the output voltage, the processor may control, through mode switching of the electronic apparatus, excess charges of the energy storage circuit to be transmitted to the output circuit via the switched capacitor.

Description

전력 변환을 위한 전자 장치 및 전력 변환 방법Electronic devices for power conversion and power conversion methods
본 문서는 전자 장치에 관한 것이며, 예를 들어 전력 변환을 위한 전자 장치 및 전력 변환 방법에 관한 것이다. This document relates to an electronic device, for example, to an electronic device for power conversion and a power conversion method.
휴대용 단말기와 같은 전자 장치는 내부 디바이스(예: 프로세서 및 메모리 등)의 동작에 필요한 동작 전원을 공급하기 위해 전력 변환 장치를 사용한다. 본 문서의 실시예는 전력 공급에 있어 고효율의 특성이 있으나 출력 전압 제어가 어려운 Switched Capacitor와 전력 공급 효율은 낮지만 제어 특성은 상대적으로 좋은 Switched Inductor의 조합을 통하여 컨버터의 효율을 높이는 방법에 관한 것이다. An electronic device such as a portable terminal uses a power conversion device to supply operating power required for an operation of an internal device (eg, a processor and a memory). The embodiment of this document relates to a method of increasing the efficiency of a converter through a combination of a switched capacitor having high efficiency in power supply but difficult to control the output voltage and a switched inductor having low power supply efficiency but relatively good control characteristics. .
전력 변환을 위한 Buck converter, Boost converter 및 Buck-boost converter는 대표적인 Switched Inductor에 해당할 수 있다. Switched Inductor는 스위치와 인덕터 및 커패시터로 구성된 단순한 구조를 가질 수 있으며, 80~90%의 전력 변환 효율을 얻을 수 있으며 빠른 제어 특성의 장점이 있다.Buck converter, boost converter, and buck-boost converter for power conversion may correspond to representative switched inductors. A switched inductor can have a simple structure consisting of a switch, an inductor, and a capacitor, and can achieve power conversion efficiency of 80 to 90%, and has the advantage of fast control characteristics.
Switched capacitor는 자성 소자를 제거함으로써 집적도를 높이고 가격을 저감할 수 있는 방법으로, 반도체 소자 기술의 발달에 힘입어 최근 크게 각광받고 있다. capacitor에서 capacitor로 바로 에너지를 전달하는 방식으로서, 스위치와 capacitor로만 구성이 가능하고 효율이 95% 내외까지 가능하다는 장점이 있다.The switched capacitor is a method that can increase the degree of integration and reduce the price by removing the magnetic element, and has been in the spotlight recently thanks to the development of semiconductor element technology. As a method of transferring energy directly from capacitor to capacitor, it can be configured only with a switch and capacitor, and has the advantage of being able to achieve up to 95% efficiency.
Switched Inductor는 높은 가격과 큰 부피로 인하여 효율의 문제가 있으며, 고정적인 전력 손실이 발생할 수 있다. 반면, Switched Capacitor는 출력 전압 제어가 어려울 수 있다. 스위칭 주파수를 가변하는 방식을 통하여 출력 전압 제어가 가능할 수 있으나 효율이 낮을 수 있다. 이로 인해 서로 다른 최적점을 갖는 Switched Capacitor를 구성하여 효율이 극단적으로 낮아지는 것을 방지할 수도 있으나, 이러한 방식 역시 여전히 평균 효율은 낮을 수 있다.Switched inductors have problems with efficiency due to their high price and large volume, and can cause constant power loss. On the other hand, it may be difficult to control the output voltage of a switched capacitor. Output voltage control may be possible through a method of varying the switching frequency, but efficiency may be low. Due to this, it is possible to prevent the efficiency from being extremely low by configuring a switched capacitor having different optimum points, but this method may still have a low average efficiency.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 배터리와 직렬로 연결되어 전하(charge)를 축적하기 위한 적어도 하나의 커패시터(Capacitor)를 포함하는 에너지 저장 회로, 에너지 저장 회로에서 출력 회로로 전하를 전달하는 스위치드 커패시터(Switched Capacitor), 출력 전압 제어를 위한 스위치드 인덕터(Switched Inductor), 스위치드 커패시터, 스위치드 인덕터 및 에너지 저장 회로와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 배터리의 전압, 에너지 저장 회로의 전압 및 상기 전자 장치의 출력 전압을 측정할 수 있다. . 프로세서는 스위치드 인덕터를 통하여 출력 전압을 제어하고, 에너지 저장 회로에 전하를 축적하도록 제어할 수 있다. 프로세서는 에너지 저장 회로에 전하가 쌓여 에너지 저장 회로의 전압이 출력 전압 이상이 되면, 전자 장치의 모드 전환을 통하여 에너지 저장 회로의 초과된 전하를 스위치드 커패시터를 거쳐 출력 회로로 전달하도록 제어할 수 있다.An electronic device according to various embodiments includes an energy storage circuit connected in series with a battery and including at least one capacitor for accumulating charge, and a switched capacitor for transferring charge from the energy storage circuit to an output circuit ( It may include a processor operatively connected to a switched capacitor), a switched inductor for controlling the output voltage, a switched capacitor, a switched inductor, and an energy storage circuit. The processor may measure the voltage of the battery, the voltage of the energy storage circuit, and the output voltage of the electronic device. . The processor may control the output voltage through the switched inductor and control to accumulate charge in the energy storage circuit. When electric charges are accumulated in the energy storage circuit and the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, the processor may control to transfer the excess charge of the energy storage circuit to the output circuit through the switched capacitor through mode switching of the electronic device.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 변환 방법은 전자 장치의 입력 전압 및 출력 전압을 확인하는 동작, 스위치드 인덕터(Switched Inductor)를 통하여 출력 전압을 제어하는 동작, 스위치드 인덕터를 통하여 에너지 저장 회로에 전하(charge)를 축적하는 동작, 상기 에너지 저장 회로의 전압이 출력 전압 이상이 되면 전자 장치의 전력 변환 모드를 변경하는 동작 및 에너지 저장 회로에서 출력 회로로 전하를 전달하는 동작을 포함할 수 있다. 전자 장치의 전력 변환 모드는 스위치드 인덕터의 단독 동작 모드, 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)의 단독 동작 모드 및 스위치드 인덕터와 스위치드 커패시터의 하이브리드(hybrid) 동작 모드를 포함할 수 있다.The method for converting power of an electronic device according to various embodiments includes an operation of checking an input voltage and an output voltage of the electronic device, an operation of controlling an output voltage through a switched inductor, and an operation of controlling an output voltage through a switched inductor to charge ( charge), changing a power conversion mode of the electronic device when the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, and transferring charges from the energy storage circuit to the output circuit. The power conversion mode of the electronic device may include a single operation mode of a switched inductor, a single operation mode of a switched capacitor, and a hybrid operation mode of a switched inductor and a switched capacitor.
다양한 실시예에 따르면, 고효율의 Switched Capacitor로 많은 비율의 전력을 공급하고, Switched Inductor로 출력 전압 제어를 위한 최소한의 전력을 공급하여, 효율은 Switched capacitor와 Switched inductor 중간 수준을 유지하면서 정밀한 출력 전압을 제어할 수 있다.According to various embodiments, a high-efficiency switched capacitor supplies a large proportion of power, and a switched inductor supplies minimum power for output voltage control, so that the efficiency maintains an intermediate level between the switched capacitor and the switched inductor while maintaining a precise output voltage. can be controlled
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 고효율의 Switched capacitor를 통해 다량의 에너지를 전달하여 일반적인 Switched inductor만 사용한 방식 대비 전체 효율을 높일 수 있다. 또한 buck converter 나 buck-boost converter type의 Switched inductor를 적용한 실시예의 경우 스위칭단의 전압이 상대적으로 낮기 때문에 스위칭 손실을 감소시켜 Switched inductor 자체의 효율도 증가시킬 수 있다. 또한, 동작 조건에 따라 스위치를 작동시켜 다양한 조건에서 전자 장치의 정상 동작이 가능하도록 할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, a large amount of energy can be transferred through a high-efficiency switched capacitor to increase overall efficiency compared to a method using only a general switched inductor. In addition, in the case of the embodiment to which the buck converter or buck-boost converter type switched inductor is applied, since the voltage of the switching terminal is relatively low, the switching loss can be reduced, and thus the efficiency of the switched inductor itself can be increased. In addition, by operating the switch according to the operating conditions, it is possible to enable the normal operation of the electronic device under various conditions.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure;
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸 것이다.2A and 2B are block diagrams of electronic devices according to various embodiments.
도 3a 내지 3f는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 회로도를 나타낸 것이다.3A to 3F are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
도 4a 내지 4h는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 회로도를 나타낸 것이다.4A to 4H are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
도 5a 내지 도 5e는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 시 스위치의 상태와 전류의 흐름을 나타낸 회로도이다.5A to 5E are circuit diagrams illustrating a state of a switch and a flow of current when an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure;
도 6는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시스템 가동 시 전압 및 전류의 파형을 나타낸 그래프이다.6 is a graph illustrating waveforms of voltage and current when a system of an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure;
도 7은 다양한 실시예에 따른 전력 변환 방법의 순서도를 나타낸 것이다.7 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전력 변환 방법의 순서도를 나타낸 것이다.8 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 회로(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments. Referring to FIG. 1 , in a network environment 100 , an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with at least one of the electronic device 104 and the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 . According to an embodiment, the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output circuit 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 . In some embodiments, at least one of these components (eg, the connection terminal 178 ) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 . In some embodiments, some of these components (eg, sensor module 176 , camera module 180 , or antenna module 197 ) are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The processor 120, for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 . According to an embodiment, the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor). For example, when the electronic device 101 includes the main processor 121 and the sub-processor 123 , the sub-processor 123 uses less power than the main processor 121 or is set to be specialized for a specified function. can The auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann maCHine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. The secondary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states. According to an embodiment, the coprocessor 123 (eg, an image signal processor or a communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (eg, the camera module 180 or the communication module 190 ). have. According to an embodiment, the auxiliary processor 123 (eg, a neural network processing device) may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model. Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108). The learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited The artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers. Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann maCHine (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example. The artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.The memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ) of the electronic device 101 . The data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto. The memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다. The program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. The input module 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 . The input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
음향 출력 회로(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 회로(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The sound output circuit 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 . The sound output circuit 155 may include, for example, a speaker or a receiver. The speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback. The receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. The display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 . The display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device. According to an embodiment, the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 회로(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 , or an external electronic device (eg, a sound output circuit 155 ) connected directly or wirelessly with the electronic device 101 . The electronic device 102) (eg, a speaker or headphones) may output a sound.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.The sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do. According to an embodiment, the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface 177 may support one or more specified protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ). According to an embodiment, the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ). According to an embodiment, the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense. According to an embodiment, the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 . According to an embodiment, the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 . According to one embodiment, battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.The communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel. The communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication. According to one embodiment, the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module). A corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN). These various types of communication modules may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, multiple chips) separate from each other. The wireless communication module 192 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 . The electronic device 101 may be identified or authenticated.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.The wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR). NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)). The wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example. The wireless communication module 192 uses various techniques for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna. The wireless communication module 192 may support various requirements defined in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ). According to an embodiment, the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: Downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.The antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device). According to an embodiment, the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern. According to an embodiment, the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna. According to some embodiments, other components (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)) other than the radiator may be additionally formed as a part of the antenna module 197 .
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the antenna module 197 may form a mmWave antenna module. According to one embodiment, the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.At least some of the components are connected to each other through a communication method between peripheral devices (eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)) and a signal ( e.g. commands or data) can be exchanged with each other.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다. According to an embodiment, the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 . Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 . According to an embodiment, all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 . For example, when the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or other device, the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself. Alternatively or additionally, one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service. One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 . The electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request. For this purpose, for example, cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used. The electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing. In another embodiment, the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device. The server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to an embodiment, the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 . The electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.The electronic device according to various embodiments disclosed in this document may have various types of devices. The electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device. The electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.The various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, but it should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of the noun corresponding to the item may include one or more of the item, unless the relevant context clearly dictates otherwise. As used herein, "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and "A , B, or C," each of which may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may simply be used to distinguish an element from other elements in question, and may refer elements to other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. The term “module” used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit. can be used as A module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions. For example, according to an embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). may be implemented as software (eg, the program 140) including For example, the processor (eg, the processor 120 ) of the device (eg, the electronic device 101 ) may call at least one of the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This makes it possible for the device to be operated to perform at least one function according to the called at least one command. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter. The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to one embodiment, the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided in a computer program product (computer program product). Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. The computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play Store™) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly, online between smartphones (eg: smartphones). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (eg, a module or a program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have. According to various embodiments, one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. , or one or more other operations may be added.
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸 것이다.2A and 2B are block diagrams of electronic devices according to various embodiments.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 배터리(210), 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)(220), 스위치드 인덕터(Switched Inductor)(230), 에너지 저장 회로(240), 스위치 모듈(241) 및 출력 회로(250)로 구성될 수 있다. 또한, 도시된 구성 중 적어도 일부가 생략 또는 치환되더라도 본 문서의 다양한 실시예들을 구현하는데 문제가 없다. 전자 장치(200)는 도 1의 전자 장치(101)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있다. 도시된(또는 도시되지 않은) 전자 장치의 각 구성 중 적어도 일부는 상호 작동적으로(operatively), 기능적으로(functionally) 및/또는 전기적으로 (electrically) 연결될 수 있다.According to various embodiments, the electronic device 200 includes a battery 210 , a switched capacitor 220 , a switched inductor 230 , an energy storage circuit 240 , a switch module 241 , and The output circuit 250 may be configured. Also, even if at least some of the illustrated components are omitted or substituted, there is no problem in implementing various embodiments of the present document. The electronic device 200 may further include at least some of the configuration and/or functions of the electronic device 101 of FIG. 1 . At least some of the respective components of the illustrated (or not illustrated) electronic device may be operatively, functionally, and/or electrically connected.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 배터리(210)와 직렬로 연결되어 전하(charge)를 축적하기 위한 적어도 하나의 커패시터(Capacitor)를 포함하는 에너지 저장 회로(240), 에너지 저장 회로(240)에서 출력 회로(250)로 전하를 전달하는 스위치드 커패시터(220), 출력 전압 제어를 위한 스위치드 인덕터(230) 및 스위치드 커패시터(220), 스위치드 인덕터(230) 및 에너지 저장 회로(240)와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서(120)를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the electronic device 200 includes an energy storage circuit 240 connected in series with the battery 210 and including at least one capacitor for accumulating a charge, an energy storage circuit ( Works with switched capacitor 220 for transferring charge from 240 to output circuit 250, switched inductor 230 and switched capacitor 220 for output voltage control, switched inductor 230 and energy storage circuit 240 It may include an operatively coupled processor 120 .
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 배터리(210)의 전압, 에너지 저장 회로(240)의 전압 및 전자 장치(200)의 출력 전압을 측정할 수 있으며, 스위치드 인덕터(230)를 통하여 출력 전압을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 에너지 저장 회로(240)에 전하를 축적하도록 제어할 수 있으며, 에너지 저장 회로(240)에 전하가 쌓여 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 전압 이상이 되면 전자 장치(200)의 모드 전환을 통하여 에너지 저장 회로(240)의 초과된 전하를 스위치드 커패시터(220)를 거쳐 출력 회로(250)로 전달하도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the processor 120 may measure the voltage of the battery 210 , the voltage of the energy storage circuit 240 , and the output voltage of the electronic device 200 , and the output voltage through the switched inductor 230 . can be controlled. In addition, the processor 120 may control to accumulate charges in the energy storage circuit 240 , and when the voltage of the energy storage circuit 240 is higher than the output voltage due to the accumulation of charges in the energy storage circuit 240 , the electronic device ( 200 , the excess charge of the energy storage circuit 240 may be controlled to be transferred to the output circuit 250 via the switched capacitor 220 .
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 에너지 저장 회로(240), 스위치드 인덕터(230) 및 스위치드 캐패시터(220)에 포함된 복수의 스위치를 온 오프 시키는 스위치 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.According to various embodiments, the electronic device 200 may further include a switch controller that turns on/off a plurality of switches included in the energy storage circuit 240 , the switched inductor 230 , and the switched capacitor 220 .
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터(230)는 부스트 컨버터(boost converter), 벅 컨버터(buck converter) 또는 벅-부스트 컨버터(buck-boost converter)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 에너지 저장 회로(240)는 1단 커패시터 또는 2단 커패시터를 포함하여 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함할 수 있으며, 스위치드 커패시터(220)는 적어도 하나 이상의 charge pump를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor 230 may include at least one of a boost converter, a buck converter, or a buck-boost converter. In addition, the energy storage circuit 240 may include at least one capacitor including a first-stage capacitor or a second-stage capacitor, and the switched capacitor 220 may include at least one or more charge pumps.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 전자 장치(200)를 광범위한 입출력 조건에서 동작시키기 위해 모드 변환 스위치를 더 포함할 수 있다. 모드 변환 스위치는 스위치 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다. 스위치 컨트롤러가 모드 변환 스위치를 on/off 시켜 전자 장치(200)의 모드를 변환하는 과정에 대해서는 도 3a 내지 도 3e를 통하여 자세히 설명할 것이다.According to various embodiments, the electronic device 200 may further include a mode conversion switch to operate the electronic device 200 in a wide range of input/output conditions. The mode change switch may be controlled by a switch controller. A process in which the switch controller turns on/off the mode conversion switch to change the mode of the electronic device 200 will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3E .
다양한 실시예에 따르면, 배터리(210)는 도시된 또는 도시되지 않은 전자 장치(101)의 각 구성에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(210)는 충전식 배터리(Reargeable battery) 또는 태양 전지(Solar battery) 등 전자 장치(101)에 사용되는 공지의 배터리로써, 유선 또는 무선으로 충전될 수 있다.According to various embodiments, the battery 210 may supply power to each component of the illustrated or not illustrated electronic device 101 . The battery 210 is a known battery used in the electronic device 101 , such as a rechargeable battery or a solar battery, and may be charged by wire or wirelessly.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 커패시터(220)는 스위치 및 커패시터를 포함할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)는 인덕터(inductor)를 제거하여 전력 손실을 감소시키고 소자의 크기를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다. 스위치드 커패시터(220)는 에너지 저장 회로(240)에서 출력 회로(250)로 전하를 전달할 수 있다.According to various embodiments, the switched capacitor 220 may include a switch and a capacitor. The switched capacitor 220 may have the effect of reducing power loss and reducing the size of a device by removing an inductor. The switched capacitor 220 may transfer charge from the energy storage circuit 240 to the output circuit 250 .
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터(230)는 Boost converter, Buck converter 및 Buck-boost converter를 포함할 수 있다. Boost converter는 입력되는 전압에 비해 출력 전압을 승압하는 역할을 할 수 있고, Buck converter는 입력되는 전압을 감압하는 역할을 할 수 있다. 또한 Buck-boost converter는 입력되는 전압을 감압 또는 승압하여 특정 전압으로 변환하는 역할을 할 수 있다. 스위치드 인덕터(230)는 적어도 하나 이상의 스위치 및 인덕터(inductor)로 구성될 수 있다. 스위치는 인덕터로 입력 전류를 흘려주거나 차단하여 스위치드 커패시터(220)만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor 230 may include a boost converter, a buck converter, and a buck-boost converter. The boost converter may boost the output voltage compared to the input voltage, and the buck converter may reduce the input voltage. In addition, the buck-boost converter may serve to convert an input voltage to a specific voltage by reducing or boosting the input voltage. The switched inductor 230 may include at least one switch and an inductor. The switch may control so that only the switched capacitor 220 operates by flowing or blocking the input current through the inductor.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터(230)는 출력 전압을 제어할 수 있다. 스위치드 인덕터(230)가 전력을 전달하면 상단에 직렬로 연결된 에너지 저장 회로(240)에 전하가 쌓일 수 있다. 전하가 계속 쌓이게 되면 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 회로(250)의 전압까지 상승할 수 있다. 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 회로(250)의 전압 이상이 되는 순간, 스위치드 커패시터(220)는 초과된 전하를 출력 회로(250)로 전달할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor 230 may control the output voltage. When the switched inductor 230 transmits power, charges may be accumulated in the energy storage circuit 240 connected in series at the top. When the charge continues to accumulate, the voltage of the energy storage circuit 240 may increase to the voltage of the output circuit 250 . When the voltage of the energy storage circuit 240 becomes equal to or greater than the voltage of the output circuit 250 , the switched capacitor 220 may transfer the excess charge to the output circuit 250 .
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 커패시터(220) 및 스위치드 인덕터(230)는 각각 독립적으로 동작할 수 있으며, 예를 들어, 스위치드 커패시터(220)의 단독 동작, 스위치드 인덕터(230)의 단독 동작, 스위치드 커패시터(220) 및 스위치드 인덕터(230)가 함께 동작하는 하이브리드(hybrid) 동작이 모두 가능할 수 있다.According to various embodiments, the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 may operate independently, for example, a single operation of the switched capacitor 220 , a single operation of the switched inductor 230 , and a switched capacitor A hybrid operation in which 220 and the switched inductor 230 operate together may be possible.
다양한 실시예에 따르면, 에너지 저장 회로(240), 스위치드 인덕터(230) 및 스위치드 커패시터(220)는 모드 변동을 위한 스위치 모듈(241)을 포함할 수 있다. 이는 입출력 전압비가 광범위한 경우를 대비하여 선택적으로 추가할 수 있으며, 이 스위치 모듈(241)의 동작에 따라 동작 가능한 입출력 전압 범위 및 전력 전달 모드가 변동될 수 있다.According to various embodiments, the energy storage circuit 240 , the switched inductor 230 , and the switched capacitor 220 may include a switch module 241 for mode change. This may be selectively added in case the input/output voltage ratio is wide, and the operable input/output voltage range and power transfer mode may be changed according to the operation of the switch module 241 .
다양한 실시예에 따르면, 출력 회로(250)은 커패시터(Capacitor) 및 부하(load)를 포함할 수 있다. 일반적인 buck converter의 경우, 배터리(210)의 전력이 출력 회로(250)의 커패시터(Co)로 전달될 수 있으며 전달 과정에서 인덕터(Inductor)를 통과할 수 있다. 앞서 언급한 것처럼 인덕터는 전력 전달 효율이 낮아 이 과정에서 전력 손실이 발생할 수 있다. 아래 도 3 내지 도 5에서는 스위치드 인덕터(230)에서 발생하는 전력 손실을 최소화하기 위해 스위치드 인덕터(230)와 스위치드 커패시터(220)를 함께 사용한 전자 장치(200)의 전력 변환 과정에 대해 상세히 살펴볼 것이다.According to various embodiments, the output circuit 250 may include a capacitor and a load. In the case of a general buck converter, the power of the battery 210 may be transferred to the capacitor Co of the output circuit 250 and may pass through an inductor during the transfer process. As mentioned earlier, inductors have low power transfer efficiency, which can cause power loss in the process. 3 to 5 below, the power conversion process of the electronic device 200 using the switched inductor 230 and the switched capacitor 220 together in order to minimize power loss occurring in the switched inductor 230 will be described in detail.
도 3a 내지 3f는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 회로도를 나타낸 것이다.3A to 3F are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)의 스위치 컨트롤러는 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 일부 short시켜 스위치드 커패시터(220)와 에너지 저장 회로(240)의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어하거나, 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 일부 short시켜 스위치드 커패시터(220)와 출력 회로(240)의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller of the electronic device 200 partially shorts the internal switch of the switched capacitor 220 to control the switched capacitor 220 and the capacitor of the energy storage circuit 240 to be connected in parallel, or By partially shorting the internal switch of the capacitor 220 , it is possible to control the switched capacitor 220 and the capacitor of the output circuit 240 to be connected in parallel.
다양한 실시예에 따르면, 도 3a의 전자 장치(200)는 스위치드 인덕터(230)로 buck converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로 1단 커패시터를 사용하며, 스위치 모듈(241)로 1단 커패시터(CH)와 병렬로 연결된 스위치 QH를 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)는 하나의 charge pump구조를 가질 수 있다.According to various embodiments, the electronic device 200 of FIG. 3A uses a buck converter as the switched inductor 230 , uses a single stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and uses a single stage capacitor as the switch module 241 . A switch QH connected in parallel with (CH) can be used. The switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
도 3b는 도 3a의 전자 장치(200)에서 에너지 저장 회로(240)과 병렬로 위치한 스위치 모듈(241)을 open시킨 회로도를 나타낸 것이다. 이 경우 배터리(210)에서 입력된 전력은 CH(240)에 저장될 수 있다.FIG. 3B is a circuit diagram showing an open switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 in the electronic device 200 of FIG. 3A . In this case, the power input from the battery 210 may be stored in the CH 240 .
도 3c는 도 3a의 전자 장치(200)에서 에너지 저장 회로(240)과 병렬로 위치한 스위치 모듈(241)을 작동시키고 스위치드 인덕터의 내부 스위치인 Q5를 작동시킨 것이다. 이 경우 CH는 short 될 수 있으며, 전자 장치(200)는 일반적인 buck converter로 동작할 수 있다.FIG. 3C shows that in the electronic device 200 of FIG. 3A , the switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 is operated and Q5, which is an internal switch of the switched inductor, is operated. In this case, the CH may be shorted, and the electronic device 200 may operate as a general buck converter.
도 3d는 도 3a의 전자 장치(200)에서 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치인 Q1, Q3를 short시키고, Q2, Q4를 open시킨 것을 나타낸 것이다. 이 경우 CH(240)와 스위치드 커패시터인 Cfly(220)는 병렬로 연결될 수 있다. 이 과정에서 CH(240)에 축적된 전하가 Cfly로 전달될 수 있다.FIG. 3D shows that the internal switches Q1 and Q3 of the switched capacitor 220 are shorted and Q2 and Q4 are opened in the electronic device 200 of FIG. 3A . In this case, the CH 240 and the switched capacitor Cfly 220 may be connected in parallel. In this process, the charges accumulated in the CH 240 may be transferred to Cfly.
도 3e 는 도 3a의 전자 장치(200)에서 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치인 Q1, Q3를 open시키고, Q2, Q4를 short시킨 것을 나타낸 것이다. 이 경우 출력 회로(250)의 커패시터(Co)와 스위치드 커패시터인 Cfly(220)는 병렬로 연결될 수 있다. 이 과정에서 Cfly(220)에 축적된 전하가 Co(250)로 전달될 수 있다. 즉, 도 3d 및 3e의 과정을 통하여 에너지 저장 회로(240)에 저장된 전하를 스위치드 커패시터(220)를 거쳐 출력할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)를 전류 출력에 사용하는 경우 전력 전달 효율을 높일 수 있으며, 일정 수준의 전류는 도 3c와 같이 스위치드 인덕터(230)를 통해 출력함으로써 출력 전압을 제어할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)와 스위치드 인덕터(230)를 함께 사용하여(hybrid mode) 일반적으로 스위치드 인덕터(230)만 사용한 방식에 비하여 전체 전력 전달 효율을 높일 수 있다. 또한 스위칭에 따른 손실을 줄여 스위치드 인덕터(230) 자체의 전력 전달 효율도 증가시킬 수 있다. 또한, 일부 전류는 스위치드 인덕터(230)를 통해 출력됨으로써 출력 전압 제어가 어려운 스위치드 커패시터(220)를 보완할 수 있다.FIG. 3E shows that the internal switches Q1 and Q3 of the switched capacitor 220 are opened and Q2 and Q4 are shorted in the electronic device 200 of FIG. 3A . In this case, the capacitor Co of the output circuit 250 and the switched capacitor Cfly 220 may be connected in parallel. In this process, the charges accumulated in the Cfly 220 may be transferred to the Co 250 . That is, the electric charge stored in the energy storage circuit 240 may be output through the switched capacitor 220 through the processes of FIGS. 3D and 3E . When the switched capacitor 220 is used for the current output, power transfer efficiency can be increased, and the output voltage can be controlled by outputting a predetermined level of current through the switched inductor 230 as shown in FIG. 3C . By using the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 together (hybrid mode), the overall power transfer efficiency can be generally increased compared to a method using only the switched inductor 230 . In addition, it is possible to increase the power transfer efficiency of the switched inductor 230 itself by reducing loss due to switching. In addition, some current is output through the switched inductor 230 , thereby compensating for the switched capacitor 220 , which is difficult to control the output voltage.
도 3f는 도 3a의 전자 장치(200)에서 에너지 저장 회로(240)과 병렬로 위치한 스위치 모듈(241) QH를 short 시키고, 스위치드 인덕터(230)의 내부 스위치인 Q5 및 Q6를 short시킨 것을 나타낸 것이다. 이 경우 전자 장치(200)는 스위치드 커패시터(220)만 동작하도록 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 경우 Q5, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 스위치드 커패시터(220)는 스위치드 인덕터(230)에 비하여 상대적으로 출력 효율이 좋으므로 스위치드 커패시터(220)를 활용하여 전자 장치(200)의 출력 효율을 개선할 수 있다.FIG. 3f shows that in the electronic device 200 of FIG. 3a , QH of the switch module 241 positioned in parallel with the energy storage circuit 240 is shorted and Q5 and Q6, which are internal switches of the switched inductor 230, are shorted. . In this case, the electronic device 200 may control only the switched capacitor 220 to operate. According to various embodiments, when Vbat = 2Vo, the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. Since the switched capacitor 220 has relatively better output efficiency than the switched inductor 230 , the output efficiency of the electronic device 200 may be improved by using the switched capacitor 220 .
도 4a 내지 4h는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 회로도를 나타낸 것이다.4A to 4H are circuit diagrams of electronic devices according to various embodiments.
다양한 실시예에 따르면, 도 4a의 전자 장치(200)는 스위치드 인덕터(230)로 buck converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로 1단 커패시터를 사용하며, 스위치 모듈(241)로 1단 커패시터(CH)와 병렬로 연결된 스위치 QH를 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)는 하나의 charge pump구조를 가질 수 있다. According to various embodiments, the electronic device 200 of FIG. 4A uses a buck converter as the switched inductor 230 , uses a single stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and uses a single stage capacitor as the switch module 241 . A switch QH connected in parallel with (CH) can be used. The switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 제1스위치를 short 시키며, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 작동시켜 스위치드 커패시터(220)만 작동할 수 있도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 2Vo(출력전압) 인 경우 스위치 QH를 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 경우 스위치 QH를 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 경우 Q5, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 또한, 스위치 QH는 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.According to various embodiments, the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, When the first switch is shorted and the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage, the switch inside the switched inductor 230 is operated to control only the switched capacitor 220 to operate. have. For example, the switch controller may open the switch QH when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 . The switch controller can short switch QH when Vbat < 2Vo. When Vbat = 2Vo, the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. Also, the switch QH may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
다양한 실시예에 따르면, 도 4b의 스위치드 인덕터(230)는 buck converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로 1단 커패시터를 사용하며, 스위치 모듈(241)로 Vbat(배터리의 전압) 과 buck converter 사이에 연결된 스위치 Q5H를 사용할 수 있다. 또한, 스위치드 커패시터(220)는 하나의 charge pump구조를 가질 수 있다. According to various embodiments, the switched inductor 230 of FIG. 4B uses a buck converter, uses a single-stage capacitor as the energy storage circuit 240 , and Vbat (voltage of a battery) and a buck converter as the switch module 241 A switch Q5H connected between them can be used. Also, the switched capacitor 220 may have one charge pump structure.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 모두 open시킬 수 있다. 또한, 스위치 컨트롤러는 제1스위치를 벅 컨버터의 high side 스위치로 동작시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 스위치드 커패시터(220)와 출력 회로(250) 내부의 커패시터를 병렬로 연결하며, 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short 시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 2Vo(출력전압) 인 경우 스위치 Q5H 는 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 경우 Q1, Q2, Q3,Q4를 모두 open시키고, 스위치 QH를 short시킬 수 있다. 또는 Q1, Q3, Q5는 open시키고 Q2, Q4는 short시켜 출력단 커패시터(Co)의 용량을 늘릴 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 경우 Q5L, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 또한, 스위치 Q5H는 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.According to various embodiments, the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, All internal switches of the switched capacitor 220 may be opened. Also, the switch controller may operate the first switch as a high side switch of the buck converter. The switch controller connects the switched capacitor 220 and the capacitor inside the output circuit 250 in parallel, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of a preset multiple of the output voltage, the switched inductor 230 By shorting an internal switch, it is possible to control so that only the switched capacitor 220 operates. For example, the switch controller may open the switch Q5H when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 . When Vbat < 2Vo, the switch controller may open all Q1, Q2, Q3, Q4 and short switch QH. Alternatively, the capacity of the output capacitor (Co) can be increased by opening Q1, Q3, and Q5 and making Q2 and Q4 short. When Vbat = 2Vo, the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5L and Q6 are shorted. Also, the switch Q5H may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
다양한 실시예에 따르면, 도 4c의 스위치드 인덕터(230)는 boost converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)는 1단 커패시터를 사용하며, 스위치드 커패시터(220)는 하나의 charge pump구조를 가질 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor 230 of FIG. 4C may use a boost converter, the energy storage circuit 240 may use a single-stage capacitor, and the switched capacitor 220 may have a single charge pump structure. .
다양한 실시예에 따르면, 도 4d의 스위치드 인덕터(230)는 buck-boost converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)는 1단 커패시터를 사용하며, 스위치드 커패시터(220)는 하나의 charge pump구조를 가질 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor 230 of FIG. 4D uses a buck-boost converter, the energy storage circuit 240 uses a single-stage capacitor, and the switched capacitor 220 has a single charge pump structure. can
다양한 실시예에 따르면, 도 4e에서 스위치드 인덕터(230)로는 buck converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로는 직렬 2단 커패시터(CH,CL)를 사용하며, 스위치 모듈(241)로는 2단 커패시터(CH, CL)와 각각 병렬로 연결된 스위치 QH, QL을 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)로는 두 개의 charge pump를 사용할 수 있다. According to various embodiments, in FIG. 4E , a buck converter is used as the switched inductor 230 , a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240 , and a two-stage capacitor is used as the switch module 241 . Switches QH and QL connected in parallel with (CH, CL) can be used, respectively. Two charge pumps may be used as the switched capacitor 220 .
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제1기준값을 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시킬 수 있다. 또한, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제2기준값 미만인 경우, 제1스위치 및 제2스위치를 모두 short시킬 수 있으며, 배터리(210)의 전압이 제1기준값과 제2기준값 사이에 해당하는 경우, 제1스위치 또는 제2스위치 중 하나를 선택하여 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 기 설정된 제1기준값 또는 제2기준값의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller may open the first switch when the voltage of the battery 210 exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage. In addition, when the voltage of the battery 210 is less than the second reference value, which is a preset multiple of the output voltage, the switch controller may short both the first switch and the second switch, and the voltage of the battery 210 is the first reference value. and the second reference value, one of the first switch or the second switch may be selected and shorted. When the voltage of the battery 210 falls within a predetermined error range of the preset first reference value or the second reference value, the switch controller short-circuits the switch inside the switched inductor 230 to control only the switched capacitor 220 to operate. can do.
예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 3Vo(출력전압) 인 경우 스위치 QH를 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 2Vo < Vbat < 3Vo 인 경우 스위치 QH 또는 스위치 QL중 하나를 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 경우, QH와 QL 모두 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 3Vo 인 경우 Q5, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만 동작 시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 경우 QH나 QL 중 하나를 short시키고, 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 스위치 QH나 QL은 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.For example, the switch controller may open the switch QH when the voltage Vbat > 3Vo (output voltage) of the battery 210 . The switch controller can short either switch QH or switch QL if 2Vo < Vbat < 3Vo. The switch controller can short both QH and QL when Vbat < 2Vo. When Vbat = 3Vo, the switch controller may operate only the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. When Vbat = 2Vo, the switch controller may short one of QH and QL, and may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 . In addition, the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
다양한 실시예에 따르면, 도 4f에서 스위치드 인덕터(230)로는 buck converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로는 직렬 2단 커패시터(CH,CL)를 사용하며, 스위치 모듈(241)로는 커패시터(CH)하단과 LX사이에 연결된 스위치 Q5H, 을 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)로는 두 개의 charge pump를 사용할 수 있다.According to various embodiments, in FIG. 4F , a buck converter is used as the switched inductor 230 , a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240 , and a capacitor CH is used as the switch module 241 . ) The switch Q5H, connected between the bottom and LX, can be used. Two charge pumps may be used as the switched capacitor 220 .
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 값인 제1기준값을 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리(210)의 전압이 제1기준값 미만인 경우, 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 일부 short시켜 스위치드 커패시터(220)와 출력 회로(250)의 커패시터를 병렬로 연결하고, 상기 제1스위치를 벅 컨버터의 high side 스위치로 동작시킬 수 있다. 또한, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 기 설정된 제1기준값의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, when the voltage of the battery 210 exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage, the switch controller opens the first switch, and when the voltage of the battery 210 is less than the first reference value , a part of the internal switch of the switched capacitor 220 is shorted to connect the switched capacitor 220 and the capacitor of the output circuit 250 in parallel, and the first switch may be operated as a high side switch of the buck converter. In addition, when the voltage of the battery 210 falls within a predetermined error range of the preset first reference value, the switch controller shorts the switch inside the switched inductor 230 to control only the switched capacitor 220 to operate. have.
예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 3Vo(출력전압) 인 경우 스위치 Q5H를 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 2Vo < Vbat < 3Vo 인 경우 스위치 QL1, QL3 및 QL5는 open시키고 QL2 및 QL4는 short시키며 Q5H는 buck converter의 high side 스위치로 동작시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 3Vo 인 경우 Q5L, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 또한, 스위치 Q5H는 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.For example, the switch controller may open the switch Q5H when the voltage Vbat > 3Vo (output voltage) of the battery 210 . When 2Vo < Vbat < 3Vo, the switch controller can open switches QL1, QL3 and QL5, short QL2 and QL4, and operate Q5H as a high side switch of a buck converter. When Vbat = 3Vo, the switch controller may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5L and Q6 are shorted. Also, the switch Q5H may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
다양한 실시예에 따르면, 도 4g에서 스위치드 인덕터(230)로는 boost converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로는 직렬 2단 커패시터(CH,CL)를 사용하며, 스위치 모듈(241)로는 2단 커패시터(CH, CL)와 각각 병렬로 연결된 스위치 QH, QL을 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)로는 두 개의 charge pump를 사용하여 각각 CH, CL의 전하를 출력으로 전달할 수 있다. According to various embodiments, in FIG. 4G , a boost converter is used as the switched inductor 230 , a series two-stage capacitor (CH, CL) is used as the energy storage circuit 240 , and a two-stage capacitor is used as the switch module 241 . Switches QH and QL connected in parallel with (CH, CL) can be used, respectively. As the switched capacitor 220 , charges of CH and CL may be transferred to the output by using two charge pumps, respectively.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치 및 제2스위치를 open 시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 제1스위치 또는 제2스위치 중 하나를 short시키며, 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 값의 일정 오차범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다. 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압 미만인 경우, 제1스위치 및 제2스위치 모두 short시킬 수 있으며, 배터리(210)의 전압이 출력 전압 값의 일정 오차범위 내에 포함되는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작시킬 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller may open the first switch and the second switch when the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage. When the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, the switch controller shorts one of the first switch or the second switch, and the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the preset multiple of the output voltage. In the case of , the switch inside the switched inductor 230 may be shorted to control only the switched capacitor 220 to operate. The switch controller may short both the first switch and the second switch when the voltage of the battery 210 is less than the output voltage, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the output voltage value, the switched inductor ( 230) may be controlled to operate only the switched capacitor 220 by shorting the internal switch.
예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 2Vo(출력전압) 인 경우 스위치 QH 및 QL을 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 경우 스위치 QH 또는 스위치 QL중 하나를 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < Vo 인 경우, QH와 QL 모두 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 경우 Q6를 동작시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만 동작 시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = Vo 인 경우 QH나 QL 중 하나를 short시키고 Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 또한, 스위치 QH나 QL은 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.For example, the switch controller may open the switches QH and QL when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 . The switch controller can short either switch QH or switch QL if Vbat < 2Vo. The switch controller can short both QH and QL when Vbat < Vo. When Vbat = 2Vo, the switch controller may operate only the switched capacitor 220 while Q6 is operated. When Vbat = Vo, the switch controller may short one of QH and QL and operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q6 is shorted. In addition, the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
다양한 실시예에 따르면, 도 4h에서 스위치드 인덕터(230)로는 buck-boost converter를 사용하고, 에너지 저장 회로(240)로는 직렬 2단 커패시터(CH,CL)를 사용하며, 스위치 모듈(241)로는 2단 커패시터(CH, CL)와 각각 병렬로 연결된 스위치 QH, QL을 사용할 수 있다. 스위치드 커패시터(220)로는 두 개의 charge pump를 사용하여 각각 CH, CL의 전하를 출력으로 전달할 수 있다. According to various embodiments, in FIG. 4H , a buck-boost converter is used as the switched inductor 230 , and two-stage capacitors CH and CL in series are used as the energy storage circuit 240 , and the switch module 241 is 2 However, it is possible to use the switches QH and QL connected in parallel with the capacitors CH and CL, respectively. As the switched capacitor 220 , charges of CH and CL may be transferred to the output by using two charge pumps, respectively.
스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치 및 제2스위치를 open 시키고, 배터리(210)의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 제1스위치 또는 제2스위치 중 하나를 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압이 출력 전압 미만인 경우, 제1스위치 및 제2스위치 모두 short시키며, 배터리(210)의 전압이 출력 전압 값의 일정 오차범위 내에 포함되는 경우, 스위치드 인덕터(230) 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터(220)만 동작시킬 수 있도록 제어할 수 있다.When the voltage of the battery 210 exceeds a preset multiple of the output voltage, the switch controller opens the first switch and the second switch, and when the voltage of the battery 210 is less than a preset multiple of the output voltage, the first Either the switch or the second switch may be shorted. When the voltage of the battery 210 is less than the output voltage, the switch controller shorts both the first switch and the second switch, and when the voltage of the battery 210 is within a predetermined error range of the output voltage value, the switched inductor 230 . By shorting an internal switch, it is possible to control so that only the switched capacitor 220 is operated.
예를 들어, 스위치 컨트롤러는 배터리(210)의 전압 Vbat > 2Vo(출력전압) 인 경우 스위치 QH 및 QL을 open시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 경우 스위치 QH 또는 스위치 QL중 하나를 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < Vo 인 경우, QH와 QL 모두 short시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 또는 Vbat = Vo 인 경우 Q5, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)와 QH, QL을 사용하여 전자 장치(200)를 동작 시킬 수 있다. 또한, 스위치 QH나 QL은 전자 장치(200)의 입출력 전압 조건에 따라 불필요한 경우 제거될 수 있다.For example, the switch controller may open the switches QH and QL when the voltage Vbat > 2Vo (output voltage) of the battery 210 . The switch controller can short either switch QH or switch QL if Vbat < 2Vo. The switch controller can short both QH and QL when Vbat < Vo. When Vbat = 2Vo or Vbat = Vo, the switch controller may operate the electronic device 200 using the switched capacitor 220 and QH and QL while Q5 and Q6 are shorted. In addition, the switch QH or QL may be removed when unnecessary according to the input/output voltage condition of the electronic device 200 .
도 5a 내지 도 5e는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 시 스위치의 상태와 전류의 흐름을 나타낸 회로도이다.5A to 5E are circuit diagrams illustrating a state of a switch and a flow of current when an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure;
도 5a 내지 도 5e는 QH가 open된 상태를 나타낼 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 buck converter의 동작을 나타낼 수 있다. 도 5a에 따르면, buck converter의 high side 스위치인 Q5가 on 되면 CH(240)를 통해 출력(250)으로 전류가 전달될 수 있다. 이 때, CH(240)에는 buck converter의 인덕터 전류만큼 전하가 충전될 수 있다. 도 4b에 따르면, buck converter의 low side 스위치인 Q6가 on될 수 있다. buck converter의 인덕터(230)에 흐르는 전류를 IL이라 하고, Q5가 on되어 있는 시간을 D라고 한다면 도 5a 및 도 5b의 동작을 통해 CH(240)에는 평균적으로 D*IL의 전류가 흐를 수 있다. 이 과정에서 CH(240)의 전압이 상승할 수 있으며 CH(240)에 걸린 전압(VCH)이 출력 전압(Vo)보다 높아지는 순간, 도 5c 및 도 5d의 과정을 통하여 CH(240)에서 출력단(250)으로 전류가 흐를 수 있다. 출력단(250)으로 전달되는 평균 전류는 buck converter 동작 시 CH에 충전되는 전류와 정확히 일치하는 D*IL 값에 해당할 수 있다.5A to 5E may represent an open state of QH. 5a and 5b may represent the operation of the buck converter. According to FIG. 5A , when Q5, which is a high side switch of the buck converter, is turned on, a current may be transferred to the output 250 through the CH 240 . At this time, the CH 240 may be charged with an inductor current of the buck converter. According to Figure 4b, the low side switch of the buck converter Q6 may be on. If the current flowing in the inductor 230 of the buck converter is IL, and the time Q5 is on is D, the current of D*IL can flow through the operation of FIGS. 5A and 5B on average to the CH 240. . In this process, the voltage of the CH 240 may rise, and the moment the voltage VCH applied to the CH 240 becomes higher than the output voltage Vo, the output terminal ( 250) to allow current to flow. The average current delivered to the output terminal 250 may correspond to a D*IL value that exactly matches the current charged in the CH during the buck converter operation.
다양한 실시예에 따르면, 도 5a 및 도 5b의 동작과 도 5c 및 도 5d의 동작은 서로 독립적으로 발생할 수 있다. 그래서 도 5e와 같이 도 5a 와 도 5c를 조합한 동작이 가능하며 5a-5c, 5a-5d, 5b-5c 및 5b-5d의 조합이 가능할 수 있다. 또한, Q5와 Q6를 short시키면 5c 및 5d의 케이스처럼 스위치드 커패시터(220)로 동작할 수 있다. QH가 on인 경우 CH는 short상태이므로 전자 장치(200)는 일반적인 buck converter로 동작할 수 있다. 스위치 컨트롤러는 필요에 따라 Q1, Q3를 short시켜 Cfly를 CH와 병렬로 연결시키거나 Q2, Q4를 short시켜 Cfly를 Co와 병렬로 연결시킬 수 있다.According to various embodiments, the operations of FIGS. 5A and 5B and the operations of FIGS. 5C and 5D may occur independently of each other. Therefore, as shown in FIG. 5E, an operation combining FIGS. 5A and 5C may be performed, and combinations of 5a-5c, 5a-5d, 5b-5c and 5b-5d may be possible. In addition, when Q5 and Q6 are shorted, the switched capacitor 220 may operate as in the cases of 5c and 5d. When QH is on, since CH is in a short state, the electronic device 200 may operate as a general buck converter. If necessary, the switch controller can connect Cfly with CH in parallel by shorting Q1 and Q3, or short Q2 and Q4 to connect Cfly with Co in parallel.
도 6는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시스템 가동 시 전압 및 전류의 파형을 나타낸 그래프이다.6 is a graph illustrating waveforms of voltage and current when a system of an electronic device is operated according to various embodiments of the present disclosure;
도 6은 도 3a의 구조에서 배터리(210)에 3.3 내지 4V의 전압을 가하고, 출력 전압(Vo)은 1.8V를 출력하도록 구성될 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat > 2Vo 인 구간에서, 스위치드 커패시터(220)와 스위치드 인덕터(230)를 모두 동작시키는 hybrid mode를 작동시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat = 2Vo 인 구간에서, 스위치드 커패시터(220)만 동작시킬 수 있다. 스위치 컨트롤러는 Vbat < 2Vo 인 구간에서, QH를 short시켜 전자 장치(200)가 일반 buck converter로 동작하도록 제어할 수 있다. 이 때 스위치드 커패시터(220)를 통해 배터리(210)에서 출력 회로(250)로 전달되는 전류는 601에 나타난 Io(출력 전류)-IL1(인덕터로 흐르는 전류)에 해당할 수 있다.In FIG. 6 , a voltage of 3.3 to 4V is applied to the battery 210 in the structure of FIG. 3A , and the output voltage Vo may be configured to output 1.8V. The switch controller may operate a hybrid mode in which both the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 are operated in a section where Vbat > 2Vo. The switch controller may operate only the switched capacitor 220 in a section where Vbat = 2Vo. The switch controller may control the electronic device 200 to operate as a general buck converter by shorting QH in a section where Vbat < 2Vo. At this time, the current transferred from the battery 210 to the output circuit 250 through the switched capacitor 220 may correspond to Io (output current)-IL1 (current flowing through the inductor) shown at 601 .
그래프(601)에 따르면, x축은 시간(time)을 나타낼 수 있으며 y축은 스위치드 인덕터(230) 및 출력 회로(250)에 흐르는 전류의 세기(A)를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 스위치드 커패시터(220) 및 스위치드 인덕터(230)가 함께 동작하는 하이브리드 모드로 동작할 수 있다. 이 경우 출력 회로(250)의 출력 전류는 스위치드 인덕터(230)에 흐르는 전류의 약 2배에 해당할 수 있다. 스위치 컨트롤러에 의해 전자 장치(200)가 스위치드 커패시터(220)만 작동하는 모드로 변경되는 경우 그래프(602)에 따르면 스위치드 인덕터(230)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 스위치 컨트롤러에 의해 전자 장치(200)가 스위치드 인덕터(230)만 작동하는 모드로 변경되는 경우 스위치드 인덕터(230)에는 순간적으로 흐르는 전류량이 증가할 수 있으며, 일정 시간이 흐르면 출력 전류와 같은 일정한 양의 전류가 흐를 수 있다. 이 경우 그래프(602)에 따르면 스위치드 커패시터(220)로는 전류가 흐르지 않을 수 있다.According to the graph 601 , the x-axis may represent time and the y-axis may represent the intensity A of current flowing through the switched inductor 230 and the output circuit 250 . According to various embodiments, the electronic device may operate in a hybrid mode in which the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 operate together. In this case, the output current of the output circuit 250 may correspond to about twice the current flowing through the switched inductor 230 . When the electronic device 200 is changed to a mode in which only the switched capacitor 220 operates by the switch controller, current may not flow in the switched inductor 230 according to a graph 602 . When the electronic device 200 is changed to a mode in which only the switched inductor 230 is operated by the switch controller, the amount of current flowing in the switched inductor 230 may increase instantaneously. current can flow. In this case, according to the graph 602 , current may not flow through the switched capacitor 220 .
그래프(605)에 따르면, 스위치드 커패시터(220) 및 스위치드 인덕터(230)가 함께 동작하는 하이브리드 모드의 경우 출력 전압이 일정한 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이후 스위치드 커패시터(220)만 작동하는 모드로 변경되는 경우 출력 전압은 1.75V로 증가 후 서서히 1.6V로 감소하면서, 일정한 값을 나타내지 못하고 변동하는 것을 확인할 수 있다. 이는 출력 전압 제어가 어려운 스위치드 커패시터(220)의 특성을 나타내는 것으로 볼 수 있으며, 스위치드 인덕터(230)를 함께 사용하는 하이브리드 모드를 통해 일정한 출력 전압을 얻어낼 수 있다. 즉, 스마트폰과 같은 모바일 디바이스의 경우 스위치드 커패시터(220)만으로 출력 전압의 제어가 어려울 수 있으며, 스위치드 인덕터(230)만 사용하는 경우 전력 전달 효율이 낮을 수 있음은 앞서 설명한 바 있다. 하지만 스위치드 커패시터(220) 및 스위치드 인덕터(230)가 함께 동작하는 하이브리드 모드를 사용하여 일정한 출력 전압을 얻어냄으로써 전력 전달 효율을 높이고, 효율적인 출력 전압 제어를 가능하게 할 수 있다.According to the graph 605 , it can be seen that the output voltage has a constant value in the hybrid mode in which the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 operate together. Thereafter, when the switched capacitor 220 is changed to a mode in which only the switched capacitor 220 operates, the output voltage increases to 1.75V and then gradually decreases to 1.6V. This can be seen as representing the characteristics of the switched capacitor 220 in which it is difficult to control the output voltage, and a constant output voltage can be obtained through the hybrid mode in which the switched inductor 230 is used together. That is, in the case of a mobile device such as a smartphone, it may be difficult to control the output voltage only with the switched capacitor 220 , and power transfer efficiency may be low when only the switched inductor 230 is used. However, by obtaining a constant output voltage using a hybrid mode in which the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 operate together, power transfer efficiency can be increased, and it is possible to efficiently control the output voltage.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 배터리와 직렬로 연결되어 전하(charge)를 축적하기 위한 적어도 하나의 커패시터(Capacitor)를 포함하는 에너지 저장 회로, 에너지 저장 회로에서 출력 회로로 전하를 전달하는 스위치드 커패시터(Switched Capacitor), 출력 전압 제어를 위한 스위치드 인덕터(Switched Inductor), 스위치드 커패시터, 스위치드 인덕터 및 에너지 저장 회로와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 배터리의 전압, 에너지 저장 회로의 전압 및 상기 전자 장치의 출력 전압을 측정할 수 있다. . 프로세서는 스위치드 인덕터를 통하여 출력 전압을 제어하고, 에너지 저장 회로에 전하를 축적하도록 제어할 수 있다. 프로세서는 에너지 저장 회로에 전하가 쌓여 에너지 저장 회로의 전압이 출력 전압 이상이 되면, 전자 장치의 모드 전환을 통하여 에너지 저장 회로의 초과된 전하를 스위치드 커패시터를 거쳐 출력 회로로 전달하도록 제어할 수 있다.An electronic device according to various embodiments includes an energy storage circuit connected in series with a battery and including at least one capacitor for accumulating charge, and a switched capacitor for transferring charge from the energy storage circuit to an output circuit ( It may include a processor operatively connected to a switched capacitor), a switched inductor for controlling the output voltage, a switched capacitor, a switched inductor, and an energy storage circuit. The processor may measure the voltage of the battery, the voltage of the energy storage circuit, and the output voltage of the electronic device. . The processor may control the output voltage through the switched inductor and control to accumulate charge in the energy storage circuit. When the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage due to the accumulation of charges in the energy storage circuit, the processor may control the electronic device to transfer the excess charge of the energy storage circuit to the output circuit through the switched capacitor through mode switching.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 에너지 저장 회로, 스위치드 인덕터 및 스위치드 캐패시터에 포함된 복수의 스위치를 온 오프 시키는 스위치 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 스위치드 인덕터는 부스트 컨버터(boost converter), 벅 컨버터(buck converter) 또는 벅-부스트 컨버터(buck-boost converter)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 에너지 저장 회로는 1단 커패시터 또는 2단 커패시터를 포함하여 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함할 수 있으며, 스위치드 커패시터는 적어도 하나 이상의 charge pump를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the electronic device may further include a switch controller configured to turn on/off a plurality of switches included in the energy storage circuit, the switched inductor, and the switched capacitor. The switched inductor may include at least one of a boost converter, a buck converter, or a buck-boost converter. The energy storage circuit may include at least one capacitor including a first-stage capacitor or a second-stage capacitor, and the switched capacitor may include at least one or more charge pumps.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 전자 장치를 광범위 입출력 조건에서 동작시키기 위한 모드 변환 스위치를 더 포함할 수 있다. 모드 변환 스위치는 스위치 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다.According to various embodiments, the electronic device may further include a mode conversion switch for operating the electronic device in a wide range of input/output conditions. The mode change switch may be controlled by a switch controller.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터는 벅 컨버터를 포함하며, 에너지 저장 회로는 하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며, 스위치드 커패시터는 하나의 charge pump를 포함하며, 모드 변환 스위치는 에너지 저장 회로의 1단 커패시터와 병렬로 연결된 제1스위치를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor includes a buck converter, the energy storage circuit includes a single-stage capacitor having one capacitor, the switched capacitor includes one charge pump, and the mode conversion switch is the energy storage circuit. It may include a first switch connected in parallel with the first stage capacitor.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 제1스위치를 open시켜 에너지 저장 회로의 1단 커패시터에 전하를 충전시키고, 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 일부 short시켜 스위치드 커패시터와 에너지 저장 회로의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어하고, 및/또는 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 일부 short시켜 스위치드 커패시터와 출력 회로의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller opens the first switch to charge the first stage capacitor of the energy storage circuit, and partially shorts the internal switch of the switched capacitor so that the switched capacitor and the capacitor of the energy storage circuit are connected in parallel. control and/or by partially shorting an internal switch of the switched capacitor to control the switched capacitor and the capacitor of the output circuit to be connected in parallel.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 제1스위치를 short 시키며, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 작동시켜 스위치드 커패시터만 작동할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage, and shorts the first switch when the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage , when the voltage of the battery falls within a predetermined error range of a preset multiple of the output voltage, a switch inside the switched inductor may be operated to control only the switched capacitor to operate.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터는 벅 컨버터를 포함하며, 에너지 저장 회로는 하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며, 스위치드 커패시터는 하나의 charge pump를 포함하며, 모드 변환 스위치는 배터리와 스위치드 인덕터 사이에 연결된 제1스위치를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor includes a buck converter, the energy storage circuit includes a single stage capacitor with one capacitor, the switched capacitor includes one charge pump, and the mode conversion switch includes a battery and a switched inductor. It may include a first switch connected therebetween.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우, 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 모두 open시키고 제1스위치를 벅 컨버터의 high side 스위치로 동작시키거나 또는 스위치드 커패시터와 출력 회로 내부의 커패시터를 병렬로 연결하며, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short 시켜 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the switch controller opens the first switch when the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage, and opens the internal switch of the switched capacitor when the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage When all are open and the first switch is operated as a high side switch of the buck converter, or a switched capacitor and a capacitor in the output circuit are connected in parallel, and the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage , it can be controlled so that only the switched capacitor operates by shorting the switch inside the switched inductor.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터는 부스트 컨버터를 포함하며, 에너지 저장 회로는 하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며, 스위치드 커패시터는 하나의 charge pump를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor may include a boost converter, the energy storage circuit may include a single-stage capacitor having one capacitor, and the switched capacitor may include one charge pump.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터는 벅-부스트 컨버터를 포함하며, 에너지 저장 회로는 하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며, 스위치드 커패시터는 하나의 charge pump를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor may include a buck-boost converter, the energy storage circuit may include a single-stage capacitor having one capacitor, and the switched capacitor may include one charge pump.
다양한 실시예에 따르면, 스위치드 인덕터는 벅 컨버터를 포함하며, 에너지 저장 회로는 두 개의 커패시터를 갖는 2단 커패시터를 포함하며, 스위치드 커패시터는 두 개의 charge pump를 포함하며, 모드 변환 스위치는 에너지 저장 회로의 2단 커패시터에 각각 병렬로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the switched inductor comprises a buck converter, the energy storage circuit comprises a two stage capacitor having two capacitors, the switched capacitor comprises two charge pumps, and the mode conversion switch comprises a It may include a first switch and a second switch respectively connected in parallel to the two-stage capacitor.
다양한 실시예에 따르면, 스위치 컨트롤러는 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제1기준값을 초과하는 경우, 제1스위치를 open 시키고, 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제2기준값 미만인 경우, 제1스위치 및 제2스위치를 모두 short시키며, 배터리의 전압이 제1기준값과 제2기준값 사이에 해당하는 경우, 제1스위치 또는 제2스위치 중 하나를 선택하여 short시키며, 배터리의 전압이 기 설정된 제1기준값 또는 제2기준값의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우, 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short시켜 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, when the voltage of the battery exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage, the switch controller opens the first switch, and the voltage of the battery is a second multiple that is a preset multiple of the output voltage. If it is less than the reference value, both the first switch and the second switch are shorted, and when the voltage of the battery is between the first reference value and the second reference value, one of the first switch or the second switch is selected and shorted, and the battery When the voltage falls within a predetermined error range of the preset first reference value or the second reference value, a switch inside the switched inductor may be short-circuited to control only the switched capacitor to operate.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전력 변환 방법의 순서도를 나타낸 것이다.7 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)의 전력 변환 방법은 스위치드 인덕터(230)를 통하여 출력 전압을 제어하는 동작, 스위치드 인덕터(230)를 통하여 에너지 저장 회로(240)에 전하(charge)를 축적하는 동작, 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 전압 이상이 되면 전자 장치(200)의 전력 변환 모드를 변경하는 동작 및 에너지 저장 회로(240)에서 출력 회로(250)로 전하를 전달하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the power conversion method of the electronic device 200 includes an operation of controlling an output voltage through the switched inductor 230 , and accumulating a charge in the energy storage circuit 240 through the switched inductor 230 . operation of changing the power conversion mode of the electronic device 200 when the voltage of the energy storage circuit 240 is equal to or greater than the output voltage, and an operation of transferring charges from the energy storage circuit 240 to the output circuit 250 may include
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)의 전력 변환 모드는 스위치드 인덕터(230)의 단독 동작 모드, 스위치드 커패시터(220)의 단독 동작 모드 및 스위치드 인덕터(230)와 스위치드 커패시터(220)가 함께 동작하는 하이브리드(hybrid) 모드를 포함할 수 있다.According to various embodiments, in the power conversion mode of the electronic device 200 , the single operation mode of the switched inductor 230 , the single operation mode of the switched capacitor 220 , and the switched inductor 230 and the switched capacitor 220 operate together It may include a hybrid mode.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)의 전력 변환 모드를 변경하는 동작은 에너지 저장 회로(240)의 스위치의 상태를 변경하는 동작, 스위치드 인덕터(230)의 내부 스위치의 상태를 변경하는 동작 및 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치의 상태를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the operation of changing the power conversion mode of the electronic device 200 includes the operation of changing the state of the switch of the energy storage circuit 240 , the operation of changing the state of the internal switch of the switched inductor 230 , and It may include an operation of changing a state of an internal switch of the switched capacitor 220 .
동작 710에서 프로세서(120)는 전자 장치(200)의 입력 전압 및 출력 전압을 확인할 수 있다. In operation 710 , the processor 120 may check an input voltage and an output voltage of the electronic device 200 .
동작 720에서 프로세서(120)는 전자 장치(200)의 입력 전압 및 출력 전압을 바탕으로 전력 전달을 위한 모드 전환이 필요한지 판단할 수 있다. 전력 전달을 위한 모드 전환 여부는 배터리(210)의 입력 전압 및 에너지 저장 회로(240)의 CH의 전압을 비교하여 결정될 수 있다. 전력 전달을 위한 모드 전환은 스위치 컨트롤러에 의해 이루어질 수 있으며, 이 과정에 대해서는 앞선 도 4에서 자세히 설명한 바 있다. 이 때 전력 전달을 위한 모드는 스위치드 커패시터(220)만 사용하는 경우, 스위치드 인덕터(230)만 사용하는 경우 및 스위치드 커패시터(220)와 스위치드 인덕터(230) 모두를 사용하는 hybrid 모드인 경우를 포함할 수 있다. 스위치 컨트롤러는 앞선 동작 610에서 확인한 전자 장치(200)의 입력 전압 및 출력 전압을 기준으로 스위치 모듈(241)을 제어하여 전력 전달을 위한 모드를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3a에서 Vbat = 2Vo 인 경우 프로세서(120)는 Q5, Q6를 short시킨 상태에서 스위치드 커패시터(220)만으로 전자 장치(200)를 동작시킬 수 있다. 이에 대해서는 앞선 도 4 및 도 5에서 설명한 바 있다.In operation 720 , the processor 120 may determine whether a mode change for power transmission is required based on the input voltage and the output voltage of the electronic device 200 . Whether to switch the mode for power transmission may be determined by comparing the input voltage of the battery 210 and the voltage of the CH of the energy storage circuit 240 . Mode conversion for power transmission may be performed by the switch controller, and this process has been described in detail with reference to FIG. 4 above. At this time, the mode for power transmission includes a case in which only the switched capacitor 220 is used, a case in which only the switched inductor 230 is used, and a hybrid mode in which both the switched capacitor 220 and the switched inductor 230 are used. can The switch controller may change the mode for power transmission by controlling the switch module 241 based on the input voltage and output voltage of the electronic device 200 confirmed in operation 610 above. For example, when Vbat = 2Vo in FIG. 3A , the processor 120 may operate the electronic device 200 only with the switched capacitor 220 in a state in which Q5 and Q6 are shorted. This has been described above with reference to FIGS. 4 and 5 .
동작 720에서 모드 변환이 필요하다고 판단되는 경우 스위치 컨트롤러는 스위치 모듈(241)을 동작시켜 전력 변환 모드를 변경할 수 있다. 모드 변경이 필요 없는 경우 스위치 컨트롤러는 스위치 모듈(241)을 작동시키지 않을 수 있다. 최종적으로 스위치드 인덕터(230)는 에너지 저장 회로(240)에 전력을 전달하여 전하를 쌓을 수 있다(722). 스위치드 인덕터(230)의 동작으로 에너지 저장 회로(240)에 전하가 쌓이면 전압이 상승할 수 있으며 이는 앞선 도 2에서 설명한 바 있다.When it is determined in operation 720 that mode conversion is necessary, the switch controller may operate the switch module 241 to change the power conversion mode. When a mode change is not required, the switch controller may not operate the switch module 241 . Finally, the switched inductor 230 may transfer power to the energy storage circuit 240 to accumulate charges ( 722 ). When electric charges are accumulated in the energy storage circuit 240 due to the operation of the switched inductor 230 , a voltage may increase, which has been described above with reference to FIG. 2 .
동작 730에서, 프로세서(120)는 에너지 저장 회로(240)의 전압 및 출력 전압의 값을 측정하여 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 전압 이상인지 판단할 수 있다. 에너지 저장 회로(240)의 전압이 출력 전압 이상인 경우, 도 3에서 살펴본 것처럼 스위치 컨트롤러는 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 동작시켜 에너지 저장 회로(240)의 전하가 스위치드 커패시터(220)로 전달되도록 제어할 수 있다. 동작 731에서 스위치드 커패시터(220)가 동작하여 에너지 저장 회로(240)의 전하를 전달 받을 수 있다. 또한 스위치 컨트롤러는 스위치드 커패시터(220)의 내부 스위치를 동작시켜 스위치드 커패시터(220)에 축적된 전하가 출력 회로(250)의 커패시터(Co)로 전달되도록 제어할 수 있다. In operation 730 , the processor 120 may measure the voltage and the output voltage of the energy storage circuit 240 to determine whether the voltage of the energy storage circuit 240 is equal to or greater than the output voltage. When the voltage of the energy storage circuit 240 is equal to or greater than the output voltage, the switch controller operates the internal switch of the switched capacitor 220 to transfer the charge of the energy storage circuit 240 to the switched capacitor 220 as shown in FIG. 3 . can be controlled In operation 731 , the switched capacitor 220 may operate to receive charge from the energy storage circuit 240 . In addition, the switch controller may operate an internal switch of the switched capacitor 220 to control the charge accumulated in the switched capacitor 220 to be transferred to the capacitor Co of the output circuit 250 .
도 8은 다양한 실시예에 따른 전력 변환 방법의 순서도를 나타낸 것이다.8 is a flowchart of a power conversion method according to various embodiments.
일 실시예에 따르면, N은 short 되지 않은 에너지 저장 회로(240)의 커패시터 수를 나타낼 수 있다. 앞선 도 4a 내지 도 4d와 같이 에너지 저장회로(240)로 하나의 커패시터를 사용하는 경우 N은 0 또는 1이 될 수 있으며, 도 4e 내지 도 4h와 같이 에너지 저장 회로(240)로 두 개의 커패시터를 사용하는 경우 N은 0 내지 2 가 될 수 있다. According to an embodiment, N may represent the number of capacitors of the non-shorted energy storage circuit 240 . When one capacitor is used as the energy storage circuit 240 as shown in FIGS. 4A to 4D, N may be 0 or 1, and two capacitors are used as the energy storage circuit 240 as shown in FIGS. 4E to 4H. When used, N may be 0 to 2.
동작 810에서 프로세서(120)는 스위치드 인덕터(230)가 buck converter를 사용하는 타입인지 판단할 수 있다. 스위치드 인덕터(230)가 buck converter를 사용하는 타입에 해당하는 경우 프로세서(120)는 동작 820에서 배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 기 설정된 정수배를 초과하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, N=1에 해당하는 경우 기 설정된 정수배는 2배가 될 수 있다. 이하 N은 1인 경우를 가정하여 설명하지만 N값은 1로 한정되는 것은 아니며 이는 에너지 저장 회로(240)에서 사용되는 커패시터의 개수에 따라 달라질 수 있다.In operation 810, the processor 120 may determine whether the switched inductor 230 is a type using a buck converter. When the switched inductor 230 corresponds to the type using the buck converter, the processor 120 may determine whether the input voltage of the battery 210 exceeds a preset integer multiple of the output voltage in operation 820 . For example, when N=1, the preset integer multiple may be doubled. Hereinafter, it is assumed that N is 1, but the value of N is not limited to 1 and may vary depending on the number of capacitors used in the energy storage circuit 240 .
동작 820에서 배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 2배를 초과하는 경우 전자 장치(200)는 동작 851에 따른 하이브리드 모드로 변환될 수 있다. 이 때 모드의 변환은 스위치 컨트롤러에 의하여 수행될 수 있으며 이 과정은 도 3 내지 도 5에서 자세히 설명한 바 있다.When the input voltage of the battery 210 exceeds twice the output voltage in operation 820 , the electronic device 200 may be converted to the hybrid mode in operation 851 . In this case, the mode conversion may be performed by the switch controller, and this process has been described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .
동작 820에서 배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 2배를 초과하지 않는 경우 동작 830에서 프로세서(120)는 배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 2배 근처에 해당하는지 판단할 수 있다. 2배 근처는 출력 전압의 2배에 해당하는 값에서 일정 수준의 오차 범위를 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 2배에 해당하는 값에서 일정 수준의 오차 범위 내에 포함되는 경우 전자 장치(200)는 동작 852에 따른 스위치드 커패시터(220)의 단독 동작 모드로 변환될 수 있다.If the input voltage of the battery 210 does not exceed twice the output voltage in operation 820, the processor 120 may determine whether the input voltage of the battery 210 is approximately twice the output voltage in operation 830. . Near 2 times may mean that a certain level of error range is included at a value corresponding to twice the output voltage. When the input voltage of the battery 210 is within a certain level of error at a value corresponding to twice the output voltage, the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched capacitor 220 in operation 852. have.
배터리(210)의 입력 전압이 출력 전압의 2배에 해당하는 값에서 일정 수준의 오차 범위 내에 포함되지 않는 경우 이후 동작 840에서 프로세서(120)는 N 값이 0인지 판단할 수 있다. N값이 0이 아니라면 동작 850에 따라 에너지 저장 회로(240)의 커패시터 하나를 short시켜 N값을 1 감소시킬 수 있다. 이 경우 다시 동작 810으로 되돌아가 앞선 과정을 반복할 수 있다. N값이 0에 해당하는 경우 동작 853에 따라 전자 장치(200)는 스위치드 인덕터(230)의 단독 동작 모드로 변환될 수 있다.When the input voltage of the battery 210 is not included within a predetermined error range at a value corresponding to twice the output voltage, the processor 120 may determine whether the N value is 0 in operation 840 . If the value of N is not 0, in operation 850 , one capacitor of the energy storage circuit 240 is shorted to decrease the value of N by 1. In this case, it may return to operation 810 and repeat the previous process. When the value of N corresponds to 0, in operation 853 , the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched inductor 230 .
동작 810에서 프로세서(120)는 스위치드 인덕터(230)가 buck converter를 사용하는 타입인지 판단할 수 있다. 이 때 스위치드 인덕터(230)가 buck converter가 아닌 다른 타입(예: boost converter, buck-boost converter)의 컨버터를 사용할 수 있다. 이 경우 프로세서(120)는 동작 815에서 입력 전압이 출력 전압의 기 설정된 정수배 값인 제1기준값 및 제2기준값 사이에 해당하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, N=1에 해당하는 경우 프로세서(120)는 Vo < Vin < 2*Vo인지 판단할 수 있다. 입력 전압이 제1기준값 및 제2기준값의 사이에 해당하는 경우 전자 장치(200)는 동작 851에 따른 하이브리드 모드로 변환할 수 있다. 이는 스위치 컨트롤러에 의해서 수행될 수 있으며 이 과정에 대해서는 앞서 설명한 바 있다. 만약 입력 전압이 제1기준값 및 제2기준값의 사이에 해당하지 않는 경우 프로세서(120)는 다시 동작 830에 의해 입력 전압이 출력 전압의 기 설정된 정수배의 값의 일정 수준의 오차 범위 내에 포함되는지 판단할 수 있다. 입력 전압이 출력 전압의 기 설정된 정수배의 값의 일정 수준의 오차 범위 내에 포함되는 경우, 전자 장치(200)는 과정 852에 따른 스위치드 커패시터(220)의 단독 동작 모드로 변환될 수 있다. 입력 전압이 출력 전압의 기 설정된 정수배의 값의 일정 수준의 오차 범위 내에 포함되지 않는 경우, 프로세서(120)는 동작 840을 반복할 수 있으며 이에 대해서는 앞서 설명한 바 있다.In operation 810, the processor 120 may determine whether the switched inductor 230 is a type using a buck converter. In this case, the switched inductor 230 may use a converter other than the buck converter (eg, boost converter, buck-boost converter). In this case, in operation 815 , the processor 120 may determine whether the input voltage is between a first reference value and a second reference value that are a preset integer multiple of the output voltage. For example, when N=1, the processor 120 may determine whether Vo < Vin < 2*Vo. When the input voltage is between the first reference value and the second reference value, the electronic device 200 may change to the hybrid mode in operation 851 . This may be performed by the switch controller, and this process has been described above. If the input voltage does not fall between the first reference value and the second reference value, the processor 120 determines whether the input voltage is included within a predetermined error range of a preset integer multiple of the output voltage by operation 830 again. can When the input voltage is included within an error range of a certain level of a value of a preset integer multiple of the output voltage, the electronic device 200 may be converted to a single operation mode of the switched capacitor 220 according to step 852 . When the input voltage is not included in the error range of a predetermined level of a value of a preset integer multiple of the output voltage, the processor 120 may repeat operation 840, which has been described above.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 변환 방법은 전자 장치의 입력 전압 및 출력 전압을 확인하는 동작, 스위치드 인덕터(Switched Inductor)를 통하여 출력 전압을 제어하는 동작, 스위치드 인덕터를 통하여 에너지 저장 회로에 전하(charge)를 축적하는 동작, 상기 에너지 저장 회로의 전압이 출력 전압 이상이 되면 전자 장치의 전력 변환 모드를 변경하는 동작 및 에너지 저장 회로에서 출력 회로로 전하를 전달하는 동작을 포함할 수 있다. 전자 장치의 전력 변환 모드는 스위치드 인덕터의 단독 동작 모드, 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)의 단독 동작 모드 및 스위치드 인덕터와 스위치드 커패시터의 하이브리드(hybrid) 동작 모드를 포함할 수 있다.The method of converting power of an electronic device according to various embodiments includes an operation of checking an input voltage and an output voltage of the electronic device, an operation of controlling an output voltage through a switched inductor, and an operation of controlling an output voltage through a switched inductor to charge ( charge), changing a power conversion mode of the electronic device when the voltage of the energy storage circuit becomes equal to or greater than the output voltage, and transferring charges from the energy storage circuit to the output circuit. The power conversion mode of the electronic device may include a single operation mode of a switched inductor, a single operation mode of a switched capacitor, and a hybrid operation mode of a switched inductor and a switched capacitor.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 전력 변환 모드를 변경하는 동작은 에너지 저장 회로의 스위치의 상태를 변경하는 동작, 스위치드 인덕터의 내부 스위치의 상태를 변경하는 동작 및 스위치드 커패시터의 내부 스위치의 상태를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the operation of changing the power conversion mode of the electronic device includes the operation of changing the state of the switch of the energy storage circuit, the operation of changing the state of the internal switch of the switched inductor, and the operation of changing the state of the internal switch of the switched capacitor It may include an action to

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,In an electronic device,
    배터리와 직렬로 연결되어 전하(charge)를 축적하기 위한 적어도 하나의 커패시터(Capacitor)를 포함하는 에너지 저장 회로;an energy storage circuit connected in series with the battery and including at least one capacitor for accumulating a charge;
    상기 에너지 저장 회로에서 출력 회로로 전하를 전달하는 스위치드 커패시터(Switched Capacitor);a switched capacitor for transferring charge from the energy storage circuit to an output circuit;
    출력 전압 제어를 위한 스위치드 인덕터(Switched Inductor);a switched inductor for output voltage control;
    상기 스위치드 커패시터, 상기 스위치드 인덕터 및 상기 에너지 저장 회로와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서;및a processor operatively coupled with the switched capacitor, the switched inductor, and the energy storage circuit; and
    상기 프로세서는the processor
    상기 배터리의 전압, 상기 에너지 저장 회로의 전압 및 상기 전자 장치의 출력 전압을 측정하며, measuring the voltage of the battery, the voltage of the energy storage circuit, and the output voltage of the electronic device;
    상기 스위치드 인덕터를 통하여 출력 전압을 제어하고, controlling the output voltage through the switched inductor,
    상기 에너지 저장 회로에 전하를 축적하도록 제어하며,control to accumulate charge in the energy storage circuit;
    상기 에너지 저장 회로에 전하가 쌓여 상기 에너지 저장 회로의 전압이 출력 전압 이상이 되면 전자 장치의 모드 전환을 통하여 상기 에너지 저장 회로의 초과된 전하를 상기 스위치드 커패시터를 거쳐 상기 출력 회로로 전달하도록 제어하는 전자 장치.When electric charges are accumulated in the energy storage circuit and the voltage of the energy storage circuit is equal to or higher than the output voltage, the electronic device controls to transfer the excess charge of the energy storage circuit to the output circuit through the switched capacitor through mode switching of the electronic device Device.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 에너지 저장 회로, 상기 스위치드 인덕터 및 상기 스위치드 캐패시터에 포함된 복수의 스위치를 온 오프 시키는 스위치 컨트롤러를 더 포함하며,A switch controller for turning on/off a plurality of switches included in the energy storage circuit, the switched inductor, and the switched capacitor further comprising:
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    부스트 컨버터(boost converter), 벅 컨버터(buck converter) 또는 벅-부스트 컨버터(buck-boost converter)중 적어도 어느 하나를 포함하며,At least one of a boost converter, a buck converter, or a buck-boost converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    1단 커패시터 또는 2단 커패시터를 포함하여 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함하며,At least one or more capacitors, including one-stage capacitors or two-stage capacitors,
    상기 스위치드 커패시터는 The switched capacitor is
    적어도 하나 이상의 charge pump를 포함하는 전자 장치.An electronic device comprising at least one charge pump.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 전자 장치를 광범위 입출력 조건에서 동작시키기 위한 모드 변환 스위치를 더 포함하며Further comprising a mode conversion switch for operating the electronic device in a wide range of input and output conditions,
    상기 모드 변환 스위치는The mode change switch is
    상기 스위치 컨트롤러에 의하여 제어되는 전자 장치.An electronic device controlled by the switch controller.
  4. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    벅 컨버터를 포함하며,Includes a buck converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며,A single-stage capacitor having one capacitor,
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    하나의 charge pump를 포함하며,Includes one charge pump,
    상기 모드 변환 스위치는The mode change switch is
    상기 에너지 저장 회로의 1단 커패시터와 병렬로 연결된 제1스위치를 포함하며,A first switch connected in parallel with the first stage capacitor of the energy storage circuit,
    상기 스위치 컨트롤러는 the switch controller
    상기 제1스위치를 open시켜 상기 에너지 저장 회로의 1단 커패시터에 전하를 충전시키고,charging the first stage capacitor of the energy storage circuit by opening the first switch,
    상기 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 일부 short시켜 상기 스위치드 커패시터와 상기 에너지 저장 회로의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어하고, 및/또는 상기 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 일부 short시켜 상기 스위치드 커패시터와 상기 출력 회로의 커패시터가 병렬로 연결되도록 제어하는 전자 장치.By partially shorting an internal switch of the switched capacitor to control the switched capacitor and the capacitor of the energy storage circuit to be connected in parallel, and/or by partially shorting an internal switch of the switched capacitor, the switched capacitor and the capacitor of the output circuit An electronic device that controls to be connected in parallel.
  5. 제 4항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치를 open 시키고,open the first switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 상기 기 설정된 배수 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than the preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치를 short 시키며,shorting the first switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우,When the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 작동시켜 상기 스위치드 커패시터만 작동할 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling only the switched capacitor to operate by operating a switch inside the switched inductor.
  6. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는The switched inductor is
    벅 컨버터를 포함하며,Includes a buck converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    하나의 커패시터를 갖는 1단 커패시터를 포함하며,A single-stage capacitor having one capacitor,
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    하나의 charge pump를 포함하며,Includes one charge pump,
    상기 모드 변환 스위치는The mode change switch is
    상기 배터리와 상기 스위치드 인덕터 사이에 연결된 제1스위치를 포함하는 전자 장치.and a first switch connected between the battery and the switched inductor.
  7. 제 6항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치를 open 시키고,open the first switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage,
    상기 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 모두 open시키고 Open all the internal switches of the switched capacitor and
    상기 제1스위치를 상기 벅 컨버터의 high side 스위치로 동작시키거나 또는 상기 스위치드 커패시터와 상기 출력 회로 내부의 커패시터를 병렬로 연결하며,operating the first switch as a high side switch of the buck converter or connecting the switched capacitor and a capacitor in the output circuit in parallel;
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우,When the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short 시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling to operate only the switched capacitor by shorting a switch inside the switched inductor.
  8. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    벅 컨버터를 포함하며,Includes a buck converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    두 개의 커패시터를 갖는 2단 커패시터를 포함하며,a two-stage capacitor having two capacitors;
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    두 개의 charge pump를 포함하며,Includes two charge pumps,
    상기 모드 변환 스위치는 The mode change switch is
    상기 에너지 저장 회로의 2단 커패시터에 각각 병렬로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함하는 전자 장치.and a first switch and a second switch respectively connected in parallel to the two-stage capacitor of the energy storage circuit.
  9. 제 8항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제1기준값을 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치를 open 시키고,open the first switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수값인 제2기준값 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than a second reference value that is a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 모두 short시키며,shorting both the first switch and the second switch,
    상기 배터리의 전압이 상기 제1기준값과 상기 제2기준값 사이에 해당하는 경우,When the voltage of the battery is between the first reference value and the second reference value,
    상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치 중 하나를 선택하여 short시키며,Shorting by selecting one of the first switch or the second switch,
    상기 배터리의 전압이 기 설정된 상기 제1기준값 또는 상기 제2기준값의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우,When the voltage of the battery falls within a predetermined error range of the preset first reference value or the second reference value,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling to operate only the switched capacitor by shorting a switch inside the switched inductor.
  10. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    벅 컨버터를 포함하며,Includes a buck converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    두 개의 커패시터를 갖는 2단 커패시터를 포함하며,a two-stage capacitor having two capacitors;
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    두 개의 charge pump를 포함하며,Includes two charge pumps,
    상기 모드 변환 스위치는 The mode change switch is
    상기 스위치드 인덕터와 상기 스위치드 커패시터 사이에 연결된 제1스위치를 포함하는 전자 장치.and a first switch connected between the switched inductor and the switched capacitor.
  11. 제 10항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 값인 제1기준값을 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a first reference value that is a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치를 open 시키고,open the first switch,
    상기 배터리의 전압이 상기 제1기준값 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than the first reference value,
    상기 스위치드 커패시터의 내부 스위치를 일부 short시켜 상기 스위치드 커패시터와 상기 출력 회로의 커패시터를 병렬로 연결하고, 상기 제1스위치를 상기 벅 컨버터의 high side 스위치로 동작시키며,A part of the internal switch of the switched capacitor is shorted to connect the switched capacitor and the capacitor of the output circuit in parallel, and the first switch is operated as a high side switch of the buck converter,
    상기 배터리의 전압이 기 설정된 상기 제1기준값의 일정 오차 범위 내에 해당하는 경우,When the voltage of the battery falls within a predetermined error range of the preset first reference value,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling to operate only the switched capacitor by shorting a switch inside the switched inductor.
  12. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    부스트 컨버터를 포함하며,Includes a boost converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    두 개의 커패시터를 갖는 2단 커패시터를 포함하며,a two-stage capacitor having two capacitors;
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    두 개의 charge pump를 포함하며,Includes two charge pumps,
    상기 모드 변환 스위치는 The mode change switch is
    상기 에너지 저장 회로의 2단 커패시터와 각각 병렬로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함하는 전자 장치.and a first switch and a second switch respectively connected in parallel with the two-stage capacitor of the energy storage circuit.
  13. 제 12항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 open 시키고,open the first switch and the second switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치 중 하나를 short시키며,shorting one of the first switch or the second switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 값의 일정 오차범위 내에 해당하는 경우,When the voltage of the battery falls within a certain error range of a preset multiple of the output voltage,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 작동시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작할 수 있도록 제어하며,Operates a switch inside the switched inductor to control so that only the switched capacitor operates,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than the output voltage,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치 모두 동작시키며,Both the first switch and the second switch are operated,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압 값의 일정 오차범위 내에 포함되는 경우,When the voltage of the battery is within a certain error range of the output voltage value,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 작동시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작시킬 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling to operate only the switched capacitor by operating a switch inside the switched inductor.
  14. 제 3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 스위치드 인덕터는 The switched inductor is
    벅-부스트 컨버터를 포함하며,Includes a buck-boost converter,
    상기 에너지 저장 회로는The energy storage circuit is
    두 개의 커패시터를 갖는 2단 커패시터를 포함하며,a two-stage capacitor having two capacitors;
    상기 스위치드 커패시터는The switched capacitor is
    두 개의 charge pump를 포함하며,Includes two charge pumps,
    상기 모드 변환 스위치는 The mode change switch is
    상기 에너지 저장 회로의 2단 커패시터와 각각 병렬로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함하는 전자 장치.and a first switch and a second switch respectively connected in parallel with the two-stage capacitor of the energy storage circuit.
  15. 제 14항에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 스위치 컨트롤러는the switch controller
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수를 초과하는 경우,When the voltage of the battery exceeds a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 open 시키고,open the first switch and the second switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압의 기 설정된 배수 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than a preset multiple of the output voltage,
    상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치 중 하나를 short시키며,shorting one of the first switch or the second switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압 미만인 경우,When the voltage of the battery is less than the output voltage,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치 모두 short시키며,Shorting both the first switch and the second switch,
    상기 배터리의 전압이 출력 전압 값의 일정 오차범위 내에 포함되는 경우,When the voltage of the battery is within a certain error range of the output voltage value,
    상기 스위치드 인덕터 내부의 스위치를 short시켜 상기 스위치드 커패시터만 동작시킬 수 있도록 제어하는 전자 장치.An electronic device for controlling to operate only the switched capacitor by shorting a switch inside the switched inductor.
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