WO2023033303A1 - 배터리 충전 및 방전 시 전력 손실을 최소화하기 위한 구조를 갖는 전자 장치 - Google Patents

배터리 충전 및 방전 시 전력 손실을 최소화하기 위한 구조를 갖는 전자 장치 Download PDF

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WO2023033303A1
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WO
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electronic device
substrate
charging
power
terminal
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PCT/KR2022/006553
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최성우
박건희
이용석
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삼성전자 주식회사
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Various embodiments relate to an electronic device having a structure for minimizing power loss generated during charging and discharging of a battery.
  • the electronic device may be connected to the power supply through a connector (eg USB type C connector).
  • the charging circuit of the electronic device may charge the battery of the electronic device using power supplied through the connector.
  • the charging circuit may support high-speed charging capable of fully recharging the battery in a short period of time.
  • an electronic device may use a constant current (CC) and constant voltage (CV) charging profile.
  • CC constant current
  • CV constant voltage
  • the electronic device performs high-speed charging by keeping the current of the power signal output from the charging circuit to the battery constant at a specified current value (hereinafter referred to as a charging current value).
  • the target voltage value may be equal to a voltage difference between a positive (+) pole and a negative (-) pole of the battery when the battery is in a fully charged state.
  • Full charge may mean a state of charge (SOC) when the charge amount of the battery reaches 100%, which is a set maximum capacity, without fear of burnout or explosion.
  • SOC state of charge
  • the electronic device gradually reduces the current of the power signal output from the charging circuit from the charging current value so that the battery voltage is maintained at the target voltage value. charging can be performed.
  • the electronic device may determine that the battery is fully charged and complete battery charging.
  • the connector may be mounted on a first board (or sub board) and the charging circuit may be mounted on a second board (or main board) separated from the first board.
  • a power line may be disposed between the two boards to supply external power from the connector to the charging circuit.
  • power may be lost in the charging path from the connector to the battery. For example, a loss of power may occur in a charging path due to a resistance component caused by the length of the power line.
  • the internal temperature of the electronic device may increase due to power loss.
  • a charging circuit may be mounted on the first board together with a connector.
  • electronic device systems eg, processors and memories
  • power loss may occur in a discharge path from a battery to a system on the second board.
  • a power management circuit eg, a power management integrated circuit (PMIC)
  • PMIC power management integrated circuit
  • a power supply line may be placed between the two substrates to transfer required power from the system to the system from the power management circuitry. Power loss occurs in a discharge path due to a resistive component due to the length of the power line, and as a result, an error in which the system is stopped or the system is turned off may occur.
  • an electronic device may have a structure capable of minimizing power loss during charging, suppressing heat generation, and increasing charging efficiency.
  • the electronic device may have a structure that minimizes power loss during discharging and allows the system to operate without interruption or error.
  • an electronic device includes a housing; a battery pack located inside the housing and including a charging terminal, a discharging terminal, and at least one battery cell; a first substrate located inside the housing and connected to the charging terminal; a second substrate located inside the housing and connected to the discharge terminal; an external connector mounted on the first board and connected to an external power supply; a first internal connector mounted on the first board and connected to the charging terminal; a second internal connector mounted on the second substrate and connected to the discharge terminal; It is mounted on the first board and receives a first power signal from the power supply device through the external connector, adjusts a current and/or voltage of the received first power signal, and generates the adjusted first power signal.
  • a charging circuit configured to output to the charging terminal through the first internal connector; a system of the electronic device mounted on the second substrate; and a power management mounted on the second substrate and configured to receive a second power signal necessary for the system to operate from the discharging terminal through the second internal connector, and to supply the received second power signal to the system.
  • circuitry may be included.
  • Various embodiments of the present document may provide an electronic device having a structure capable of minimizing power loss during charging, suppressing heat generation, and increasing charging efficiency.
  • Various embodiments may provide an electronic device having a structure that minimizes power loss during discharge and allows the system to operate without interruption or error.
  • various effects identified directly or indirectly through this document may be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of a power management module and a battery, in accordance with various embodiments.
  • 3A is an exploded perspective view of an electronic device according to an exemplary embodiment
  • 3B shows a battery charging and discharging structure disposed on the back side of an electronic device.
  • FIG. 4 is a block diagram of elements constituting an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within 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 through a second network 199. It may communicate with at least one of the electronic device 104 or 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
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, 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 the antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added.
  • some of these components eg, sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into a single component (eg, display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a 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 ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a 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 ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the secondary processor 123 may use less power than the main processor 121 or be set to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, running an application). ) state, 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 auxiliary processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself where 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 machines (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 foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • 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, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or 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 of the electronic device 101 (eg, a user).
  • 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 module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 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.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • 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 detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to 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.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may 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 electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • 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 one 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 at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the 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). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • 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 may be a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, a : 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 wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, a : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • a corresponding communication module 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 telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • These various types of communication modules may be integrated as one component (eg, a single chip) or implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips).
  • 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, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • 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 technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined for 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 be used to realize 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).
  • peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC.
  • DL downlink
  • UL uplink each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • 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 selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen 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) may be additionally formed as a part of the antenna module 197 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) 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)
  • signal e.g. commands or data
  • commands 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 part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving 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 deliver the execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • 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.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to one embodiment, the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the power management module 188 may include a charging circuit 210 , a power regulator 220 , or a power gauge 230 .
  • the charging circuit 210 may charge the battery 189 using power supplied from an external power source for the electronic device 101 .
  • the charging circuit 210 may include a type of external power source (eg, a power adapter, USB or wireless charging), a size of power supplied from the external power source (eg, about 20 watts or more), or a battery (189 ), a charging method (eg, normal charging or rapid charging) may be selected based on at least some of the properties of the battery 189 and the battery 189 may be charged using the selected charging method.
  • the external power source may be connected to the electronic device 101 by wire, for example, through a connection terminal 178 or wirelessly through an antenna module 197 .
  • the power regulator 220 may generate a plurality of powers having different voltages or different current levels by, for example, adjusting a voltage level or a current level of power supplied from an external power source or the battery 189 .
  • the power regulator 220 may adjust the power of the external power supply or battery 189 to a voltage or current level suitable for each of some of the components included in the electronic device 101 .
  • the power regulator 220 may be implemented in the form of a low drop out (LDO) regulator or a switching regulator.
  • the power gauge 230 may measure usage state information (eg, capacity of the battery 189, number of charge/discharge cycles, voltage, or temperature) of the battery 189.
  • the power management module 188 uses, for example, the charging circuit 210, the voltage regulator 220, or the power gauge 230, based at least in part on the measured state of use information to determine the battery 189's Charging state information related to charging (eg, lifetime, overvoltage, undervoltage, overcurrent, overcharge, overdischarge, overheating, short circuit, or swelling) may be determined.
  • the power management module 188 may determine whether the battery 189 is normal or abnormal based at least in part on the determined state of charge information. When the state of the battery 189 is determined to be abnormal, the power management module 188 may adjust charging of the battery 189 (eg, reduce charging current or voltage, or stop charging). According to one embodiment, at least some of the functions of the power management module 188 may be performed by an external control device (eg, the processor 120).
  • the battery 189 may include a battery protection circuit module (PCM) 240 according to one embodiment.
  • the battery protection circuit 240 may perform one or more of various functions (eg, a pre-blocking function) to prevent deterioration or burnout of the battery 189 .
  • the battery protection circuit 240 is, additionally or alternatively, a battery management system (battery management system) capable of performing various functions including cell balancing, measuring the capacity of a battery, measuring the number of charge/discharge times, measuring temperature, or measuring voltage. BMS))).
  • At least a portion of the information on the state of use or the state of charge of the battery 189 is transmitted by a corresponding sensor (eg, temperature sensor) of the sensor module 176, a power gauge 230, or a power management module. It can be measured using (188).
  • the corresponding sensor (eg, temperature sensor) of the sensor module 176 may be included as part of the battery protection circuit 240 or disposed adjacent to the battery 189 as a separate device.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • 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.
  • 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 camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may 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, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof 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
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a 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.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal e.g. electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a storage medium readable by a device such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.
  • 3A is an exploded perspective view of an electronic device 300 according to an embodiment.
  • 3B shows a battery charging and discharging structure disposed on the back side of the electronic device 300 .
  • the electronic device 300 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) includes a side bezel structure (or side frame) 310, a first support member (or a first support frame) 311, second support member (or second support frame) 312, front plate (or front cover) 320, display 330 (eg, display module 160 of FIG. 1) ), a camera module 335 (eg, the camera module 180 of FIG. 1), at least one printed circuit board 340, 360, a battery pack 350 (eg, the battery 189 of FIG. 2), and A rear plate (or rear cover) 370 may be included.
  • a side bezel structure or side frame
  • first support member or a first support frame
  • second support member or second support frame
  • front plate or front cover
  • display 330 eg, display module 160 of FIG. 1
  • a camera module 335 eg, the camera module 180 of FIG. 1
  • at least one printed circuit board 340 360
  • a battery pack 350 eg, the battery 189 of FIG. 2
  • the front plate 320 may form a first surface (or front surface) of the electronic device 300 facing in the first direction, and the rear plate 370 may face the electronic device in a second direction opposite to the first direction.
  • the second surface (or rear surface) of the 300 may be formed, and the side bezel structure 310 is made of a combination of metal (eg, stainless steel (eg, SUS)) and a polymer, and the first surface and the second side bezel structure 310 are formed. It is possible to form a side surface that surrounds the space between the surfaces.
  • a structure including the first surface, the second surface, and the side surface may be referred to as a housing (or housing structure).
  • at least one of the components of the electronic device 300 eg, the first support member 311 or the second support member 312) is omitted or other components are included in the electronic device 300. may additionally be included.
  • the printed circuit boards 340 and 360 may be disposed to be supported by the first support member 311 and/or the second support member 312 .
  • the first support member 311 may be coupled to the side bezel structure 310 .
  • the first support member 311 may include a structure (eg, metal or polymer) extending from the side bezel structure 310 .
  • the first support member 311 may be formed of, for example, metal and/or non-metal materials (eg, polymer).
  • the display 330 may be coupled to one surface of the second support member 312 and the printed circuit boards 340 and 360 may be coupled to the other surface. According to one embodiment, the printed circuit boards 340 and 360, as shown in FIG.
  • the battery pack 350 in the middle and a first board (or sub-board) 340 and 2 substrates (or main substrates) 360 may be included.
  • a hole 313 may be formed on the lower side of the side bezel structure 310 adjacent to the first substrate 340 .
  • the electronic device 300 connects to an external device (eg, a power supply) through an external connector introduced into the electronic device 300 through a hole, aperture, or opening 313.
  • the first supporting member 311 may include a second substrate supporting member 311a supporting the second substrate 360 and a first substrate supporting member 311b supporting the first substrate 340 .
  • the battery pack 350 may be disposed to be supported by the first support member 311 and/or the second support member 312 .
  • the battery pack 350 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 300 and may include a rechargeable secondary battery.
  • the battery pack 350 may be positioned between the first substrate 340 and the second substrate 360, as shown in FIGS. 3A-3B.
  • the battery pack 350 may be disposed on substantially the same plane as the printed circuit boards 340 and 360 .
  • an external connector 341 , an overvoltage protection circuit 342 , a charging circuit 343 , and a first internal connector 344 may be disposed on a first substrate 340 .
  • the external connector 341 may be configured to transmit/receive data communication and power.
  • the first internal connector 344 may be electrically connected to a charging terminal (or first terminal) 351 provided as a part of the battery pack 350 .
  • the battery pack 350 may receive a power signal from the first substrate 340 through the charging terminal 351 and charge the battery cell(s) using the received power signal.
  • the second internal connector 361 and the power management circuit 362 may be disposed on the second substrate 360 .
  • the second internal connector 361 may be electrically connected to a discharge terminal (or second terminal) 352 provided as a part of the battery pack 350 .
  • the battery pack 350 may transmit power signals of the battery cell(s) to the second substrate 360 through the discharge terminal 352 .
  • the charging terminal 351 and the discharging terminal 352 are illustrated as being positioned adjacent to the right side of the side bezel structure 310 when looking at FIG. 3B .
  • the position of the terminal is not limited thereto.
  • the positions of the charging terminal 351 and the discharging terminal 352 may be changed according to positions where the internal connectors 344 and 361 are formed.
  • the charging terminal 351 may be located closer to the first internal connector 344 or may be directly connected to the first internal connector 344 without a power line.
  • the discharge terminal 352 may also be positioned closer to the second internal connector 361 or directly connected to the second internal connector 361 without a power line.
  • the electronic device 300 may include a first board 340 , a battery pack 350 , and a second board 360 .
  • the first board 340 may include an external connector 341 , an overvoltage protection circuit 342 , a charging circuit 343 , a first internal connector 344 , and a communication circuit 410 .
  • the battery pack 350 may include a charging terminal 351 , a discharging terminal 352 , a second switch circuit 432 , a battery protection circuit 440 , and one or more battery cells 450 .
  • the second board 360 may include a second internal connector 361 , a power management circuit 362 , and a system (or load circuit) 460 .
  • the system 460 collectively refers to electronic components driven by using the power signal received through the power management circuit 362, and may include, for example, a processor 470 (eg, the processor 120 of FIG. 1). .
  • the external connector 341 may include a power pin for battery charging and a signal pin for power delivery (PD) communication.
  • the external connector 341 may be configured as a socket according to USB (universal serial bus) Type-C.
  • USB universal serial bus
  • Other socket configurations may be employed without departing from the scope of the present disclosure (eg, USB Type-A, USB Type-B, non-USB Type connector, etc.).
  • the external connector 341 may be coupled with a plug of a cable introduced through the hole 313 .
  • the communication circuit (eg, USB controller) 410 may identify the type of external device connected through the external connector 341 through a signal pin (eg, configuration channel (CC) 1 pin and CC2 pin). For example, the communication circuit 410 can identify that an external device connected through the external connector 341 is the power supply device 401 capable of supplying power through an electrical state (eg, current value) of a signal pin. can The communication circuit 410 may transmit identification information of an external device connected to the external connector 341 to the processor 470 . The processor 470 may perform PD communication for charging the battery cell 450 at high speed based on the identification information.
  • a signal pin eg, configuration channel (CC) 1 pin and CC2 pin.
  • CC configuration channel
  • CC2 pin configuration channel
  • the communication circuit 410 may transmit identification information of an external device connected to the external connector 341 to the processor 470 .
  • the processor 470 may perform PD communication for charging the battery cell 450 at high speed based on the identification information.
  • the processor 470 performs PD communication with the external device through the communication circuit 410, so that between the external device and the electronic device 300, who is a source that supplies power and who receives power is a sink ( sink) may perform an operation of negotiating.
  • the processor 470 may perform an operation of negotiating a power value to be transmitted to the electronic device 300 by the external device by performing PD communication with the external device through the communication circuit 410. there is.
  • the processor 470 transmits a power signal having a larger power value (eg, 20V, 3A) than a default value (eg, 5V, 500mA) through power negotiation with an external device to a power pin of the external connector 341 ( Example: It may be determined that the voltage is supplied to the electronic device 300 through a USB bus voltage “VBUS”).
  • a power signal having a larger power value eg, 20V, 3A
  • a default value eg, 5V, 500mA
  • the communication circuit 410 may be built into the charging circuit 343 .
  • it may be built into the first charging circuit 421 .
  • this power supply 401 may include an adapter.
  • the adapter may convert current characteristics of a power signal introduced from an external power source from alternating current (AC) to direct current (DC) and adjust the voltage of the power signal to a specified voltage value.
  • An adapter eg, travel adapter (TA)
  • TA travel adapter
  • TA travel adapter
  • PPS Programmable power supply
  • the adapter may lower or increase the current of the power signal to be output to the electronic device 300 in response to a control signal received from the processor 470 through the communication circuit 410 .
  • the adapter may be a model that does not support the variable function and fixes the current and/or voltage of the power signal to a specified value and outputs it.
  • the voltage (or current) of the power signal to be output to the electronic device 300 by the adapter of the power supply device 401 is the voltage set to charge the battery cell 450. value (or current value).
  • the charging circuit 343 converts the voltage (or current) of the power signal received from the power supply device 401 to a voltage value set to charge the battery cell 450. (or current value).
  • the overvoltage protection circuit 342 is connected to the power pin of the external connector 341 to prevent overvoltage from flowing into the electronic device 300, thereby preventing damage to electronic components (eg, the charging circuit 343).
  • the overvoltage protection circuit 342 may include a Zener diode.
  • the charging circuit 343 may receive a power signal from the external connector 341 through the overvoltage protection circuit 342 .
  • the charging circuit 343 may receive a power signal having a power value determined through power negotiation between the processor 470 and the power supply device 401 from the power supply device 401 through the external connector 341. .
  • the charging circuit 343 may adjust the power value of the received power signal based on the control of the processor 470 .
  • the charging circuit 343 may output a power signal having an adjusted power value to the charging terminal 351 through the first internal connector 344 .
  • the charging circuit 343 may include a first charging circuit 421 , a second charging circuit 422 , and a first switch circuit 431 .
  • the first charging circuit 421 may include a buck boost circuit (or a switching charging circuit) configured to adjust and output current and/or voltage of the input power signal.
  • the first charging circuit 421 may support constant current (CC) and constant voltage (CV) charging based on the control of the processor 470 . For example, while the charging mode is the CC mode, the first charging circuit 421 outputs an output from the first charging circuit 421 to the battery cell 450 so that the voltage of the battery cell 450 increases to a specified target voltage value.
  • the current of the power signal may be constantly maintained at a charging current value set by the processor 470 .
  • the first charging circuit 421 When the charging mode is converted from the CC mode to the CV mode as the voltage of the battery cell 450 reaches the target voltage value, the first charging circuit 421 operates under the control of the processor 470.
  • the voltage of the battery cell 450 may be maintained at the target voltage value by stepwise lowering the current of the power signal output from .
  • the first charging circuit 421 is a processor ( Based on the control of step 470 , the charging of the battery cell 450 may be completed by stopping the output of the power signal to the battery cell 450 .
  • the second charging circuit 422 is configured to output a power signal without power loss (or minimize power loss) while adjusting the voltage value and current value of the input power signal, thereby charging the battery cell 450 at high speed. It may include a DC (direct charging) circuit that can be. In one embodiment, the second charging circuit 422 lowers the voltage value of the power signal received from the power supply device 401 through the overvoltage protection circuit 342 by a designated magnification and increases the current value of the power signal by a designated magnification It can be configured as a list.
  • the battery cell 450 may be a 2S1P battery in which two battery cells are connected in series.
  • the full charge voltage of each cell may be 5V, and accordingly, the full charge voltage value (eg, the target voltage value) of the battery cell 450 may be set to 10V.
  • the second charging circuit 422 may include a 2:1 (or 4:2) DCIC (direct charging integrated circuit) that lowers the voltage by half and doubles the current.
  • the processor 470 may recognize that the power supply device 401 supports the PPS function through PD communication with the power supply device 401 through the communication circuit 410 . Accordingly, the processor 470 may deactivate the first charging circuit 421 and activate the second charging circuit 422 .
  • the processor 470 may control the first switch circuit 431 to switch the charging path from the first charging circuit 421 to the second charging circuit 422 .
  • Processor 470 may request power supply 401 to transmit a power signal having 20V and 3A via PD communication.
  • the power supply device 401 may transmit a power signal having the requested current and voltage values to the electronic device 300 .
  • the second charging circuit 422 receives a power signal from the external connector 341 through the first switch circuit 431, lowers the voltage value of 20V of the received power signal to 10V and increases the current value of 3A to 6A, and outputs the output.
  • the battery pack 350 includes a charge terminal 351, a discharge terminal 352, a second switch circuit 432, a battery protection circuit 440, and one or more battery cells 450. can do.
  • the second switch circuit 432 may be located on a path where the charging terminal 351 , the discharging terminal 352 , and the battery cell 450 are connected. For example, a power signal introduced into the battery pack 350 through the charging terminal 351 may be distributed by the second switch circuit 432 . Some of the distributed power signals are supplied to the battery cells 450 so that the battery cells 450 can be charged, and some of the distributed power signals are supplied to the second board 360 through the discharge terminals 352 to operate the system 460. can be used for power.
  • the second switch circuit 432 may include a circuit configured to prevent (or stop) charging and/or discharging of the battery cell 450 .
  • the second switch circuit 432 may include a charge control switch and a discharge control switch.
  • the charge control switch of the second switch circuit 432 converts the power signal introduced into the battery pack 350 through the charging terminal 351 to the battery cell ( 450) or block the flow.
  • the discharge control switch of the second switch circuit 432 may flow from the battery cell 450 to the discharge terminal 352 or block the discharge control signal based on the discharge control signal received from the battery protection circuit 440 .
  • the battery protection circuit 440 monitors the current value of the power signal output from the battery cell 450 and/or the current value of the power signal flowing into the battery cell 450, and monitors the monitoring result (eg, data representing the current value). ) may be output to the processor 470.
  • the battery protection circuit 440 monitors the potential difference (voltage) between both ends (positive (+) pole and negative (-) pole) of the battery cell 450, and transmits the monitoring result (data representing the voltage value) to a processor ( 470) can be output.
  • the voltage of the battery cell 450 and/or the current input to the battery cell 450 may be monitored by another circuit and provided to the processor 470 .
  • a fuel gauge eg, the power gauge 230 of FIG.
  • the fuel gauge may monitor the voltage of the battery cell 450 .
  • the fuel gauge may monitor a current value of a power signal output from the battery cell 450 and/or a current value of a power signal flowing into the battery cell 450 .
  • the fuel gauge may output monitoring results to the processor 470 .
  • the battery protection circuit 440 may control the second switch circuit 432 based on a control signal received from the processor 470 . For example, when the battery cell 450 is overcharged to a level where the voltage of the battery cell 450 exceeds a set maximum value (eg, a target voltage value), the battery cell 450 may burn out or explode.
  • a set maximum value eg, a target voltage value
  • the battery protection circuit 440 may stop charging the battery cell 450 by opening a charge control switch in response to a charge stop command received from the processor 470 .
  • the battery protection circuit 440 may stop discharging the battery cell 450 by opening the discharge control switch in response to the discharging stop command received from the processor 470 .
  • a power management circuit (eg, a power management integrated circuit (PMIC)) 362 is connected to the discharge terminal 352 of the battery pack 350 through a second internal connector 361 and discharges power required by the system 460. It can be received through terminal 350 and supplied to system 460 .
  • power management circuit 362 may include a voltage divider circuit configured to step down and output a voltage required by system 460 .
  • the battery cell 450 may be a 2S1P battery in which two battery cells are connected in series. The full charge voltage of each cell may be 5V, and accordingly, the full charge voltage value (eg, the target voltage value) of the battery cell 450 may be set to 10V.
  • the power management circuit 362 may include a 2:1 voltage divider circuit that lowers the voltage of the power signal from 10V to 5V and outputs it.
  • the first charging path or the second charging path for supplying a power signal to the charging terminal 351 of the battery pack 350 through PD communication between the electronic device 300 and the power supply device 401.
  • a path may be formed in the first substrate 340 .
  • the processor 470 controls the first switch circuit 431 to operate the external connector 341, the overvoltage protection circuit 342, and the first charging circuit.
  • a first charging path may be formed on the first substrate 340 in order of the first internal connector 344 connected to the charging terminal 421 and the charging terminal 351 .
  • the processor 470 controls the first switch circuit 431 to operate the external connector 341, the overvoltage protection circuit 342, and the second charging circuit 422 , and the first internal connector 344 connected to the charging terminal 351 may form a second charging path on the first board 340 .
  • the charging path is formed on the first substrate 340 where the charging circuit 343 is located, but not on the second substrate 360 where the system 460 is located, so that power loss during charging can be minimized and heat generation problem can be reduced. can be solved
  • a discharge path for supplying power to the system 460 may be formed on the second substrate 360 .
  • a discharge path leading to the second internal connector 361 connected to the discharge terminal 352 , the power management circuit 362 , and the system 460 in this order may be formed on the second substrate 360 . Since the discharge path is formed on the second substrate 360 where the system 460 is located, but not on the first substrate 340, power loss during discharge can be minimized and the operation of the system 460 is stopped or an error occurs. problem can be solved.
  • the charging circuit 343 may be provided on the first substrate 340
  • the power management circuit 362 may be provided on the second substrate 3460
  • the first substrate ( 340) and the second substrate 340 may be provided on different sides of the battery pack 35 (eg, opposite sides as shown in FIG. 3B).
  • the heat generation problem can be solved by separately arranging these main heat sources (ie, the charging circuit 343 and the power management circuit 362).
  • an electronic device (eg, electronic device 300 of FIGS. 3 and 4 ) includes a housing; a battery pack located inside the housing and including a charging terminal, a discharging terminal, and at least one battery cell; a first substrate located inside the housing and connected to the charging terminal; a second substrate located inside the housing and connected to the discharge terminal; an external connector mounted on the first board and connected to an external power supply; a first internal connector mounted on the first board and connected to the charging terminal; a second internal connector mounted on the second substrate and connected to the discharge terminal; It is mounted on the first board and receives a first power signal from the power supply device through the external connector, adjusts a current and/or voltage of the received first power signal, and generates the adjusted first power signal.
  • a charging circuit configured to output to the charging terminal through the first internal connector; a system of the electronic device mounted on the second substrate; and a power management mounted on the second substrate and configured to receive a second power signal necessary for the system to operate from the discharging terminal through the second internal connector, and to supply the received second power signal to the system.
  • circuitry may be included.
  • the battery pack (eg, the battery pack 350) includes the first substrate (eg, the first substrate 340 of FIGS. 3 and 4 ) and the second substrate (eg, the second substrate of FIGS. 3A and 3B ). (360)).
  • the charging terminal (eg, the charging terminal 351) may be disposed adjacent to the first internal connector (eg, the first internal connector 344 of FIGS. 3 and 4) compared to the discharging terminal.
  • the discharge terminal eg, the discharge terminal 352 may be disposed adjacent to the second internal connector (eg, the second internal connector 361 of FIGS. 3 and 4).
  • the system includes a processor (eg, the processor 470 of FIG. 4 ) and a communication circuit for communication with the power supply device is mounted on the first substrate, and the processor includes the power received through the communication circuit. Based on information related to the supply device, it may be configured to control the charging circuit.
  • a processor eg, the processor 470 of FIG. 4
  • a communication circuit for communication with the power supply device is mounted on the first substrate, and the processor includes the power received through the communication circuit. Based on information related to the supply device, it may be configured to control the charging circuit.
  • the charging circuit may include a first charging circuit configured to adjust the current and/or voltage of the first power signal (eg, the first charging circuit 421); and a second charging circuit (eg, the second charging circuit 422 ) configured to lower the voltage of the first power signal by a designated magnification and increase the current of the first power signal by a designated magnification.
  • the processor may charge the battery cell using the second charging circuit based on the communication circuit confirming that the power supply device is a model supporting a programmable power supply (PPS) function.
  • PPS programmable power supply
  • the processor may be configured to charge the battery cell using the first charging circuit based on the communication circuit confirming that the power supply device is a model that does not support the PPS function.
  • the communication circuit may be built into the first charging circuit.
  • the processor may be configured to request the power supply through the communication circuit to transmit a power signal having a voltage value twice the target voltage value of the battery cell.
  • the second charging circuit may be configured to lower the voltage of the first power signal by half and to double the current of the first power signal.
  • the external connector may be configured as a universal serial bus (USB) Type-C socket, and the charging circuit may be configured to receive the first power signal through a power pin configured in the socket.
  • USB universal serial bus
  • a communication circuit mounted on the first substrate (eg, the communication circuit 410 of FIG. 4 ) is further included, wherein the communication circuit performs power delivery (PD) communication with the power supply device through a signal pin configured in the socket. can be configured to perform.
  • the signal pin may include a configuration channel (CC) 1 pin and a CC2 pin.
  • the housing may include a front cover forming a front surface of the electronic device; a rear cover forming a rear surface of the electronic device; A side bezel structure forming a side surface surrounding a space between the front and rear surfaces, wherein when viewed facing the rear surface, the first substrate is located under the battery pack and the second substrate is located above the battery pack ,
  • the charging terminal and the discharging terminal may be located adjacent to one side of the side bezel structure.
  • a hole is formed on the lower side of the side bezel structure, and the external connector can be coupled with a plug of an external cable introduced through the hole.
  • an electronic device (eg, the electronic device 300 of FIGS. 3 and 4 ) includes a battery pack including a charging terminal, a discharging terminal, and at least one battery cell; a first substrate connected to the charging terminal and disposed on one surface of the battery bag; a second substrate connected to the discharge terminal and disposed on the other side of the battery bag facing the one side; an external connector mounted on the first substrate and configured to provide a connection to an external power supply; a first internal connector mounted on the first board and connected to the charging terminal; a second internal connector mounted on the second substrate and connected to the discharge terminal; It is mounted on the first board and receives a first power signal from the power supply device through the external connector, adjusts a current and/or voltage of the received first power signal, and generates the adjusted first power signal.
  • a battery pack including a charging terminal, a discharging terminal, and at least one battery cell; a first substrate connected to the charging terminal and disposed on one surface of the battery bag; a second substrate connected to the discharge terminal and disposed on
  • a charging circuit configured to output to the charging terminal through the first internal connector; a system of the electronic device mounted on the second substrate; and a power management mounted on the second substrate and configured to receive a second power signal necessary for the system to operate from the discharging terminal through the second internal connector, and to supply the received second power signal to the system.
  • circuitry may be included.

Abstract

다양한 실시예에서, 전자 장치는 충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 상기 충전 단자에 연결된 제1 기판; 상기 방전 단자에 연결된 제2 기판; 상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치에 연결을 제공하도록 구성된 외부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터; 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로; 상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및 상기 제2 기판에 탑재되고 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함할 수 있다.

Description

배터리 충전 및 방전 시 전력 손실을 최소화하기 위한 구조를 갖는 전자 장치
다양한 실시예는 배터리의 충전 및 방전 시 발생되는 전력 손실을 최소화하기 위한 구조를 갖는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 커넥터(예: USB type C 커넥터)를 통해 전력 공급 장치와 연결될 수 있다. 전자 장치의 충전 회로는 커넥터를 통해 공급된 전력을 이용하여 전자 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 충전 회로는 짧은 시간 내 배터리를 완충할 수 있는 고속 충전을 지원할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 CC(constant current) 및 CV(constant voltage) 충전 프로파일을 이용할 수 있다. 전자 장치는, 배터리의 전압이 지정된 목표 전압 값보다 낮을 때, 충전 회로에서 배터리로 출력되는 전력 신호의 전류를 지정된 전류 값(이하, 충전 전류 값)으로 일정하게 유지하는 방식으로 고속 충전을 수행할 수 있다. 여기서, 목표 전압 값은 배터리가 만충전(full charge)된 상태일 때 배터리의 양(+)극과 음(-)극 간의 전압 차와 동일할 수 있다. 만충전은 배터리의 충전 량이, 소손이나 폭발의 우려 없이, 설정된 최대 용량인 100%에 도달했을 때 충전 상태(state of charge, SOC)를 의미할 수 있다. 이와 같이 CC 모드로 배터리 충전 중에 배터리의 전압이 목표 전압 값까지 상승하면, 전자 장치는 배터리의 전압이 목표 전압 값으로 유지되게 충전 회로에서 출력되는 전력 신호의 전류를 상기 충전 전류 값에서 서서히 줄이는 방식으로 충전을 수행할 수 있다. 이와 같이 CV 모드로 배터리 충전 중에 충전 회로에서 출력되는 전력 신호의 전류가 충전 완료를 위한 전류 값까지 낮아지면, 전자 장치는 배터리가 만충전된 것으로 판단하고 배터리 충전을 완료할 수 있다.
커넥터는 제1 기판(또는, 서브 기판)에 탑재되고 충전 회로는 제1 기판과 분리된 제2기판(또는, 메인 기판)에 탑재될 수 있다. 외부 전력이 커넥터에서 충전 회로로 공급되기 위해 전원 라인이 두 기판 사이에 배치될 수 있다. 배터리 충전 시, 커넥터에서 배터리까지 이어지는 충전 경로에서 전력이 손실될 수 있다. 예컨대, 상기 전원 라인이 갖는 길이에 의한 저항 성분으로 인해 충전 경로에서 전력의 손실(loss)이 발생될 수 있다. 전력의 손실로 인해 전자 장치의 내부 온도가 상승될 수 있다.
충전 시 전력 손실을 줄이기 위해 충전 회로가 커넥터와 함께 제1 기판에 탑재될 수도 있다. 하지만, 전자 장치의 시스템(예: 프로세서 및 메모리)은 제2 기판에 탑재될 수 있고 배터리에서 제2 기판의 시스템까지 이어지는 방전 경로에서 전력 손실이 발생될 수 있다. 예컨대, 배터리의 전력을 시스템에 공급해주기 위한 전력 관리 회로(예: PMIC(power management integrated circuit))가 충전 회로와 함께 제1 기판에 탑재될 수 있다. 전력 관리 회로에서 시스템으로 시스템에서 필요한 전력이 전달되기 위해 전원 라인이 두 기판 사이에 배치될 수 있다. 이러한 전원 라인이 갖는 길이에 의한 저항 성분으로 인해 방전 경로에서 전력 손실이 발생되고 이로 인해 시스템의 작동이 중단되거나 시스템이 꺼지는 오류가 발생될 수 있다.
다양한 실시예에서, 전자 장치는 충전 시 전력 손실을 최소화하고 발열을 억제하고 충전 효율을 높일 수 있는 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 전자 장치는 방전 시 전력 손실을 최소화하고 중단 또는 오류 없이 시스템이 작동할 수 있도록 하는 구조를 가질 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 실시예에서, 전자 장치는 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하고, 충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 충전 단자에 연결된 제1 기판; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 방전 단자에 연결된 제2 기판; 상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치와 연결하기 위한 외부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터; 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로; 상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예는 충전 시 전력 손실을 최소화하고 발열을 억제하고 충전 효율을 높일 수 있는 구조를 갖는 전자 장치를 제공할 수 있다. 다양한 실시예는 방전 시 전력 손실을 최소화하고 중단 또는 오류 없이 시스템이 작동할 수 있도록 하는 구조를 갖는 전자 장치를 제공할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
본 개시의 상기 및 다른 이점과 특징은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
도 1 은, 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2 은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블럭도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 3b는 전자 장치의 후면에 배치된 배터리 충전 및 방전 구조를 도시한다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치를 구성하는 요소들의 블록도이다.
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. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전원 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(240)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 장치(300)의 전개 사시도이다. 도 3b는 전자 장치(300)의 후면에 배치된 배터리 충전 및 방전 구조를 도시한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 측면 베젤 구조(또는, 측면 프레임)(310), 제1지지부재(또는, 제1지지 프레임)(311), 제2지지부재(또는, 제2지지 프레임)(312), 전면 플레이트(또는, 전면 커버)(320), 디스플레이(330)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 카메라 모듈(335)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(340, 360), 배터리 팩(350)(예: 도 2의 배터리(189)), 및 후면 플레이트(또는, 후면 커버)(370)를 포함할 수 있다. 전면 플레이트(320)는 제1방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제1면(또는, 전면)을 형성할 수 있고, 후면 플레이트(370)는 제1방향과 반대인 제2방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제2면(또는, 후면)을 형성할 수 있고, 측면 베젤 구조(310)는 금속(예: 스테인레스 스틸(예: SUS))과 폴리머의 조합으로 이루어지고 제1면과 제2면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1면, 제2면, 및 측면을 포함하는 구조체를 하우징(또는, 하우징 구조)로 지칭할 수도 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1지지부재(311), 또는 제2지지부재(312))가 생략되거나 다른 구성요소가 전자 장치(300)에 추가적으로 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(340, 360)은, 제1지지부재(311) 및/또는 제2지지부재(312)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 제1지지부재(311)는 측면 베젤 구조(310)에 결합될 수 있다. 제1지지부재(311)는 측면 베젤 구조(310)로부터 연장된 구조물(예: 금속, 폴리머)을 포함할 수도 있다. 제1지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 및/또는 비금속 물질(예: 폴리머)로 형성될 수 있다. 제2지지부재(312)의 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340, 360)이 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(340, 360)은, 도 3b를 볼 때, 배터리 팩(350)을 가운데에 두고 아래 위에 각각 배치된 제1 기판(또는, 서브 기판)(340)과 제2 기판(또는, 메인 기판)(360)을 포함할 수 있다. 제1 기판(340)과 인접한 측면 베젤 구조(310)의 하측에 홀(313)이 형성될 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 전자 장치(300)는 홀(hole, aperture, or opening)(313)을 통해 전자 장치(300) 내부로 유입된 외부 커넥터를 통해 외부 장치(예: 전력 공급 장치)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1지지 부재(311)는 제2 기판(360)을 지지하는 제2 기판 지지 부재(311a)와 제1 기판(340)을 지지하는 제1 기판 지지 부재(311b)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 팩(350)은 제1지지부재(311) 및/또는 제2지지부재(312)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 배터리 팩(350)은 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 재충전 가능한 2차 전지를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 팩(350)은, 도 3a-3b에 도시된 바와 같이, 제1 기판(340)과 제2 기판(360) 사이에 위치할 수 있다. 배터리 팩(350)은 인쇄 회로 기판(340, 360)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 외부 커넥터(341), 과전압 보호 회로(342), 충전 회로(343), 및 제1 내부 커넥터(344)가 제1 기판(340)에 배치될 수 있다. 외부 커넥터(341)는 데이터 통신과 전력 송수신하도록 구성될 수 있다. 제1 내부 커넥터(344)는 배터리 팩(350)의 일부로서 제공된 충전 단자(또는, 제1 단자)(351)와 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리 팩(350)은 충전 단자(351)를 통해 제1 기판(340)으로부터 전력 신호를 수신하고 수신된 전력 신호를 이용하여 배터리 셀(들)을 충전할 수 있다. 제2 내부 커넥터(361)와 전력 관리 회로(362)가 제2 기판(360)에 배치될 수 있다. 제2 내부 커넥터(361)는 배터리 팩(350)의 일부로서 제공된 방전 단자(또는, 제2 단자)(352)와 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리 팩(350)은 배터리 셀(들)의 전력 신호를 방전 단자(352)를 통해 제2 기판(360)으로 전송할 수 있다.
충전 단자(351)와 방전 단자(352)는, 도 3b를 볼 때, 측면 베젤 구조(310)의 우측에 인접하게 위치한 것으로 예시되었다. 그러나, 당업자는 단자의 위치가 이에 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 내부 커넥터들(344, 361)이 형성된 위치에 따라 충전 단자(351)와 방전 단자(352)가 위치 변경될 수 있다. 도 3b에 도시된 것보다는 충전 단자(351)는 제1 내부 커넥터(344)에 가깝게 위치하거나 전원 라인 없이 제1내부 커넥터(344)에 직접 접속할 수 있다. 방전 단자(352) 또한, 제2 내부 커넥터(361)에 좀 더 가깝게 위치하거나 전원 라인 없이 제2 내부 커넥터(361)에 직접 접속할 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치(300)를 구성하는 요소들의 블록도이다. 도 4를 참조하면, 전자 장치(300)는 제1 기판(340), 배터리 팩(350), 및 제2 기판(360)을 포함할 수 있다. 제1 기판(340)은 외부 커넥터(341), 과전압 보호 회로(342), 충전 회로(343), 제1 내부 커넥터(344), 및 통신 회로(410)를 포함할 수 있다. 배터리 팩(350)은 충전 단자(351), 방전 단자(352), 제2 스위치 회로(432), 배터리 보호 회로(440), 및 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀(450)을 포함할 수 있다. 제2 기판(360)은 제2 내부 커넥터(361), 전력 관리 회로(362), 및 시스템(또는, 부하 회로)(460)을 포함할 수 있다. 시스템(460)은 전력 관리 회로(362)를 통해 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하는 전자 부품들을 통칭하는 것으로서 예컨대, 프로세서(470)(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다.
외부 커넥터(341)는 배터리 충전을 위한 전원 핀과 PD(power delivery) 통신을 위한 신호 핀을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 커넥터(341)는 USB(universal serial bus) Type-C에 따른 소켓으로 구성될 수 있다. 단, 다른 소켓 구성이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 채용될 수 있다(예: USB Type-A, USB Type-B, non-USB Type connector 등). 외부 커넥터(341)는 홀(313)을 통해 유입된 케이블의 플러그와 결합될 수 있다.
통신 회로(예: USB 컨트롤러)(410)는 신호 핀(예: CC(configuration channel) 1 핀 및 CC2 핀)를 통해 외부 커넥터(341)를 통해 연결된 외부 장치의 종류를 식별할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(410)는 신호 핀의 전기적인 상태(예: 전류 값)를 통해 외부 커넥터(341)를 통해 연결된 외부 장치가 전력을 공급해 줄 수 있는 전력 공급 장치(401)임을 식별할 수 있다. 통신 회로(410)는 외부 커넥터(341)에 연결된 외부 장치의 식별 정보를 프로세서(470)로 전송할 수 있다. 프로세서(470)는 식별 정보에 기반하여, 배터리 셀(450)을 고속으로 충전하기 위한 PD 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(470)는 통신 회로(410)를 통해 외부 장치와 PD 통신을 수행함으로써 외부 장치와 전자 장치(300) 중에 누가 전력을 공급하는 소스(source)이고 누가 전력을 수신하는 싱크(sink)인지를 협상하는 동작을 수행할 수 있다. 전자 장치(300)가 싱크로 결정된 경우, 프로세서(470)는 통신 회로(410)를 통해 외부 장치와 PD 통신을 수행함으로써 외부 장치가 전자 장치(300)로 전송할 전력 값을 협상하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(470)는 외부 장치와 전력 협상을 통해 디폴트 값(예: 5V, 500mA) 보다 큰 전력 값(예: 20V, 3A)을 갖는 전력 신호가 외부 커넥터(341)의 전원 핀(예: USB bus voltage “VBUS”)을 통해 전자 장치(300)로 공급되는 것으로 결정할 수 있다.
통신 회로(410)는 충전 회로(343)에 내장될 수도 있다. 예컨대, 제1 충전 회로(421)에 내장될 수 있다.
외부 장치가 전력 공급 장치(401)(예: 도 1의 전자 장치(102))이면, 이러한 전력 공급 장치(401)는 어댑터를 포함할 수 있다. 예컨대, 어댑터는 외부 전원에서 유입된 전력 신호의 전류 특성을 교류(AC; alternating current))에서 직류(DC; direct current)로 변환하고 전력 신호의 전압을 지정된 전압 값으로 조정할 수 있다. 어댑터(예: TA(travel adapter))는, 전자 장치(300)로 공급될 전자 장치(300)의 제어에 따라, 전력 신호의 전력 값(예: 전류 및/또는 전압)을 변경하는 가변 기능(예: PPS(programmable power supply))을 수행할 수 있다. 예를 들어, 어댑터는, 통신 회로(410)를 통해 프로세서(470)로부터 수신된 제어 신호에 반응하여, 전자 장치(300)로 출력될 전력 신호의 전류를 낮추거나 높일 수 있다. 어댑터는, 상기 가변 기능이 지원되지 않고, 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 지정된 값으로 고정하여 출력하는 모델일 수도 있다. 어댑터가 상기 가변 기능을 지원하는 모델인 경우, 전력 공급 장치(401)의 어댑터가 전자 장치(300)로 출력할 전력 신호의 전압(또는, 전류)을 배터리 셀(450)을 충전하기 위해 설정된 전압 값(또는, 전류 값)으로 변경할 수 있다. 어댑터가 상기 가변 기능을 지원하지 않은 모델인 경우, 충전 회로(343)가 전력 공급 장치(401)로부터 수신된 전력 신호의 전압(또는, 전류)을 배터리 셀(450)을 충전하기 위해 설정된 전압 값(또는, 전류 값)으로 조정할 수 있다.
과전압 보호 회로(342)는 외부 커넥터(341)의 전원 핀에 연결되어 과전압(overvoltage)이 전자 장치(300)로 유입되는 것을 차단함으로써 전자 부품(예: 충전 회로(343))의 파손을 방지할 수 있다. 예컨대, 과전압 보호 회로(342)는 제너(Zener) 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다.
충전 회로(343)(예: 도 1 및 도 2의 전력 관리 모듈(188))는 과전압 보호 회로(342)를 통해 외부 커넥터(341)로부터 전력 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 충전 회로(343)는 프로세서(470)와 전력 공급 장치(401) 간의 전력 협상을 통해 결정된 전력 값을 갖는 전력 신호를 외부 커넥터(341)를 통해 전력 공급 장치(401)로부터 수신할 수 있다. 충전 회로(343)는, 프로세서(470)의 제어에 기반하여, 수신된 전력 신호의 전력 값을 조정할 수 있다. 충전 회로(343)는 전력 값 조정된 전력 신호를 제1 내부 커넥터(344)를 통해 충전 단자(351)로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 회로(343)는 제1 충전 회로(421), 제2 충전 회로(422), 및 제1 스위치 회로(431)를 포함할 수 있다. 제1 충전 회로(421)는 입력된 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하여 출력하도록 구성된 벅 부스트(buck boost) 회로(또는, 스위칭(switching) 충전 회로)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1충전 회로(421)는, 프로세서(470)의 제어에 기반하여, CC(constant current) 및 CV(constant voltage) 충전을 지원할 수 있다. 예를 들어, 충전 모드가 CC 모드인 동안, 제1충전 회로(421)는 배터리 셀(450)의 전압이 지정된 목표 전압 값까지 상승하도록 제1충전 회로(421)에서 배터리 셀(450)로 출력되는 전력 신호의 전류를 프로세서(470)에 의해 설정된 충전 전류 값으로 일정하게 유지할 수 있다. 배터리 셀(450)의 전압이 상기 목표 전압 값에 도달함으로써 충전 모드가 CC 모드에서 CV 모드로 변환되면, 제1충전 회로(421)는 프로세서(470)의 제어에 따라 제1충전 회로(421)에서 출력되는 전력 신호의 전류를 단계적으로 낮춤으로써 배터리 셀(450)의 전압이 상기 목표 전압 값으로 유지되게 할 수 있다. CV 모드로 배터리 셀(450) 충전 중에 배터리 셀(450)로 입력되는 전력 신호의 전류가 지정된 충전 완료 전류 값(예: topoff current value)까지 낮아지면, 제1충전 회로(421)는, 프로세서(470)의 제어에 기반하여, 배터리 셀(450)로 전력 신호의 출력을 중단함으로써 배터리 셀(450)의 충전을 완료할 수 있다.
제2 충전 회로(422)는, 입력된 전력 신호의 전압 값 및 전류 값을 조정하되, 전력 손실 없이(또는, 전력 손실을 최소화) 전력 신호를 출력하도록 구성됨으로써 배터리 셀(450)을 고속 충전할 수 있는 DC(direct charging) 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 충전 회로(422)는 과전압 보호 회로(342)를 통해 전력 공급 장치(401)로부터 수신된 전력 신호의 전압 값을 지정된 배율만큼 낮추고 전력 신호의 전류 값을 지정된 배율만큼 높이도록 구성될 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(450)은 두 개의 배터리 셀이 직렬로 연결된 2S1P 배터리일 수 있다. 셀 각각의 만충전 전압이 5V일 수 있고 이에 따라 배터리 셀(450)의 만충전 전압 값(예: 상기 목표 전압 값)은 10V로 설정될 수 있다. 제2 충전 회로(422)는 전압을 1/2배로 낮추고 전류를 2배로 높이는 2:1(또는, 4:2) DCIC(direct charging integrated circuit)를 포함하여 구성될 수 있다. 프로세서(470)는 통신 회로(410)를 통한 전력 공급 장치(401)와 PD 통신을 통해 전력 공급 장치(401)가 PPS 기능을 지원하는 것으로 인지할 수 있다. 이에 따라 프로세서(470)는 제1 충전 회로(421)를 비활성화하고 제2 충전 회로(422)를 활성화할 수 있다. 프로세서(470)는 제1스위치 회로(431)를 제어하여 충전 경로를 제1 충전 회로(421)에서 제2 충전 회로(422)로 전환할 수 있다. 프로세서(470)는 PD 통신을 통해 20V 및 3A를 갖는 전력 신호를 전송하도록 전력 공급 장치(401)에 요청할 수 있다. 요청에 응답하여 전력 공급 장치(401)는 요청된 전류 및 전압 값을 갖는 전력 신호를 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. 제2 충전 회로(422)는 제1 스위치 회로(431)를 통해 외부 커넥터(341)로부터 전력 신호를 수신하고, 수신된 전력 신호의 전압 값 20V를 10V로 낮추고 전류 값 3A를 6A로 높여서 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 팩(350)은 충전 단자(351), 방전 단자(352), 제2 스위치 회로(432), 배터리 보호 회로(440), 및 하나 또는 그 이상의 배터리 셀(450)을 포함할 수 있다.
제2 스위치 회로(432)는 충전 단자(351), 방전 단자(352), 및 배터리 셀(450)이 연결되는 경로 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 충전 단자(351)를 통해 배터리 팩(350)으로 유입된 전력 신호는 제2 스위치 회로(432)에서 배분될 수 있다. 배분된 전력 신호의 일부는 배터리 셀(450)로 공급됨으로써 배터리 셀(450)이 충전될 수 있고 일부는 방전 단자(352)를 거쳐 제2 기판(360)으로 공급되어 시스템(460) 운영을 위한 전력으로 사용될 수 있다.
제2 스위치 회로(432)는 배터리 셀(450)의 충전 및/또는 방전을 방지(또는, 중단)하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치 회로(432)는 충전 제어 스위치와 방전 제어 스위치를 포함할 수 있다. 제2 스위치 회로(432)의 충전 제어 스위치는, 배터리 보호 회로(440)로부터 수신되는 충전 제어 신호에 기반하여, 충전 단자(351)를 통해 배터리 팩(350)으로 유입된 전력 신호가 배터리 셀(450)로 흐르게 하거나 그 흐름을 차단할 수 있다. 제2 스위치 회로(432)의 방전 제어 스위치는, 배터리 보호 회로(440)로부터 수신되는 방전 제어 신호에 기반하여, 배터리 셀(450)에서 방전 단자(352)로 흐르게 하거나 그 흐름을 차단할 수 있다.
배터리 보호 회로(440)는 배터리 셀(450)에서 출력되는 전력 신호의 전류 값 및/또는 배터리 셀(450)로 유입되는 전력 신호의 전류 값을 모니터링하고, 모니터링 결과(예: 전류 값을 나타내는 데이터)를 프로세서(470)로 출력할 수 있다. 배터리 보호 회로(440)는 배터리 셀(450)의 양 단(양(+)극과 음(-)극) 간의 전위 차(전압)를 모니터링하고, 모니터링 결과(전압 값을 나타내는 데이터)를 프로세서(470)로 출력할 수 있다. 배터리 셀(450)의 전압 및/또는 배터리 셀(450)로 입력되는 전류는 다른 회로에서 모니터링하여 프로세서(470)로 제공해줄 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(343) 내 연료 게이지(fuel gauge)(예: 도 2의 전력 게이지(230))가 포함될 수 있다. 연료 게이지는 배터리 셀(450)의 전압을 모니터링할 수 있다. 연료 게이지는 배터리 셀(450)에서 출력되는 전력 신호의 전류 값 및/또는 배터리 셀(450)로 유입되는 전력 신호의 전류 값을 모니터링할 수 있다. 연료 게이지는 모니터링 결과를 프로세서(470)로 출력할 수 있다. 배터리 보호 회로(440)는, 프로세서(470)로부터 수신되는 제어 신호에 기반하여, 제2 스위치 회로(432)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(450)의 전압이 설정된 최대치(예: 목표 전압 값)를 상회하는 수준으로 배터리 셀(450)이 과하게 충전될 경우, 배터리 셀(450)이 소손되거나 폭발할 수 있다. 배터리 셀(450)의 전압이 설정된 최소치를 밑도는 수준으로 배터리 셀(450)이 과하게 방전될 경우, 배터리 셀(450)이 사용 불능 상태가 될 수 있다. 배터리 보호 회로(440)는, 프로세서(470)로부터 수신된 충전 중단 명령에 반응하여, 충전 제어 스위치를 개방함으로써 배터리 셀(450) 충전을 중단할 수 있다. 배터리 보호 회로(440)는, 프로세서(470)로부터 수신된 방전 중단 명령에 반응하여, 방전 제어 스위치를 개방함으로써 배터리 셀(450) 방전을 중단할 수 있다.
전력 관리 회로(예: PMIC(power management integrated circuit))(362)는 제2 내부 커넥터(361)를 통해 배터리 팩(350)의 방전 단자(352)에 연결되고 시스템(460)에서 필요한 전력을 방전 단자(350)를 통해 수신하여 시스템(460)으로 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 회로(362)는 시스템(460)에서 요구되는 전압으로 낮춰서 출력하도록 구성된 전압 분배 회로(voltage divider circuit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(450)은 두 개의 배터리 셀이 직렬로 연결된 2S1P 배터리일 수 있다. 셀 각각의 만충전 전압이 5V일 수 있고 이에 따라 배터리 셀(450)의 만충전 전압 값(예: 상기 목표 전압 값)은 10V로 설정될 수 있다. 전력 관리 회로(362)는 전력 신호의 전압 10V를 5V로 낮춰서 출력하는 2:1 전압 분배 회로를 포함할 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)와 전력 공급 장치(401) 간의 PD 통신을 통해 배터리 팩(350)의 충전 단자(351)로 전력 신호를 공급하기 위한 제1 충전 경로 또는 제2 충전 경로가 제1 기판(340)에 형성될 수 있다. 예컨대, 전력 공급 장치(401)가 PPS 기능을 지원하지 않는 경우, 프로세서(470)는 제1 스위치 회로(431)를 제어하여, 외부 커넥터(341), 과전압 보호 회로(342), 제1 충전 회로(421), 및 충전 단자(351)에 연결된 제1 내부 커넥터(344) 순으로 이어지는 제1 충전 경로를 제1 기판(340) 상에 형성할 수 있다. 전력 공급 장치(401)가 PPS 기능을 지원하는 경우, 프로세서(470)는 제1 스위치 회로(431)를 제어하여, 외부 커넥터(341), 과전압 보호 회로(342), 제2 충전 회로(422), 및 충전 단자(351)에 연결된 제1 내부 커넥터(344) 순으로 이어지는 제2 충전 경로를 제1 기판(340) 상에 형성할 수 있다. 충전 경로가, 충전 회로(343)가 위치한 제1 기판(340)에는 형성되되, 시스템(460)이 위치한 제2 기판(360)에 형성되지 않음으로써 충전 시 전력 손실이 최소화될 수 있고 발열 문제가 해결될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 시스템(460)으로 전력 공급을 위한 방전 경로가 제2 기판(360)에 형성될 수 있다. 예컨대, 방전 단자(352)에 연결된 제2 내부 커넥터(361), 전력 관리 회로(362), 및 시스템(460) 순으로 이어지는 방전 경로가 제2 기판(360) 상에 형성될 수 있다. 방전 경로가, 시스템(460)이 위치한 제2 기판(360)에 형성되되, 제1 기판(340)에는 형성되지 않음으로써 방전 시 전력 손실을 최소화될 수 있고 시스템(460) 작동이 중단되거나 오류 발생되는 문제가 해결될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 제1 기판(340) 상에 충전 회로(343)가 제공될 수 있고, 제2 기판(3460) 상에 전원 관리 회로(362)가 제공될 수 있으며, 제1 기판(340)과 제2 기판(340)이 배터리 팩(35)의 서로 다른 측면(예: 도 3b에 도시된 바와 같이, 반대측면)에 제공될 수 있다. 이러한 주요 발열 원(즉, 충전 회로(343) 및 전원 관리 회로(362))을 별도로 배치함으로써 발열 문제가 해결될 수 있다.
다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 도 3 및 도 4의 전자 장치(300))는 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하고, 충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 충전 단자에 연결된 제1 기판; 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 방전 단자에 연결된 제2 기판; 상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치와 연결하기 위한 외부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터; 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로; 상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩(예: 배터리 팩(350))은 상기 제1기판(예: 도 3 및 도 4의 제1 기판(340))과 상기 제2기판(예: 도 3a 및 도 3b의 제2 기판(360)) 사이에 배치될 수 있다. 상기 충전 단자(예: 충전 단자(351))는 상기 방전 단자와 비교하여 상기 제1내부 커넥터(예: 도 3 및 도 4의 제1 내부 커넥터(344))에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 방전 단자(예: 방전 단자(352))는 상기 충전 단자와 비교하여 상기 제2 내부 커넥터(예: 도 3 및 도 4의 제2 내부 커넥터(361))에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 시스템에 프로세서(예: 도 4의 프로세서(470))가 포함되고 상기 제1 기판에 상기 전력 공급 장치와 통신을 위한 통신 회로가 탑재되되, 상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 수신된 상기 전력 공급 장치와 관련된 정보에 기반하여, 상기 충전 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 충전 회로(예: 충전 회로(343))는 상기 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하도록 구성된 제1 충전 회로(예: 제1 충전 회로(421)); 및 상기 제1 전력 신호의 전압을 지정된 배율만큼 낮추고 상기 제1 전력 신호의 전류를 지정된 배율만큼 높이도록 구성된 제2충전 회로(예: 제2 충전 회로(422))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 상기 전력 공급 장치가 PPS(programmable power supply) 기능을 지원하는 모델인 것으로 확인됨에 기반하여, 상기 제2 충전 회로를 이용하여 상기 배터리 셀을 충전할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 상기 전력 공급 장치가 상기 PPS 기능을 지원하지 않는 모델인 것으로 확인됨에 기반하여, 상기 제1 충전 회로를 이용하여 상기 배터리 셀을 충전하도록 구성될 수 있다.
상기 통신 회로는 상기 제1 충전 회로에 내장될 수도 있다.
상기 프로세서는 상기 배터리 셀에 대한 목표 전압 값보다 2배의 전압 값을 갖는 전력 신호를 전송하도록 상기 전력 공급 장치에 상기 통신 회로를 통해 요청하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 충전 회로는 상기 제1전력 신호의 전압을 1/2배로 낮추고 상기 제1 전력 신호의 전류를 2배로 높이도록 구성될 수 있다.
상기 외부 커넥터는 USB(universal serial bus) Type-C에 따른 소켓으로 구성되되, 상기 충전 회로는 상기 소켓에 구성된 전원 핀을 통해 상기 제1 전력 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 기판에 탑재된 통신 회로(예: 도 4의 통신 회로(410))를 더 포함하되, 상기 통신 회로는 상기 소켓에 구성된 신호 핀을 통해 상기 전력 공급 장치와 PD(power delivery) 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 신호 핀은, CC(configuration channel) 1 핀 및 CC2 핀을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 전자 장치의 전면을 형성하는 전면 커버; 상기 전자 장치의 후면을 형성하는 후면 커버; 상기 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성하는 측면 베젤 구조를 포함하되, 상기 후면을 마주하고 볼 때, 상기 제1 기판은 상기 배터리 팩 아래에 위치하고 상기 제2 기판은 상기 배터리 팩 위에 위치하고, 상기 충전 단자 및 상기 방전 단자는 상기 측면 베젤 구조의 일 측에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 측면 베젤 구조의 하측에 홀이 형성되되, 상기 외부 커넥터는 상기 홀을 통해 유입된 외부 케이블의 플러그와 결합될 수 있다.
다양한 실시예에서 , 전자 장치(예: 도 3 및 도 4의 전자 장치(300))는, 충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 상기 충전 단자에 연결되고 상기 배터리 백의 일 면에 배치된 제1 기판; 상기 방전 단자에 연결되고 상기 일 면에 대향하는 배터리 백의 다른 면에 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치에 연결을 제공하도록 구성된 외부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터; 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터; 상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로; 상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및 상기 제2 기판에 탑재되고 상기 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 충전 단자에 연결된 제1 기판;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 방전 단자에 연결된 제2 기판;
    상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치에 연결을 제공하도록 구성된 외부 커넥터;
    상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터;
    상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터;
    상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로;
    상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및
    상기 제2 기판에 탑재되고 상기 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 하우징 내부 그리고 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치되고,
    상기 충전 단자는 상기 제1내부 커넥터에 인접하게 배치되고,
    상기 방전 단자는 상기 제2 내부 커넥터에 인접하게 배치되는 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 시스템에 프로세서가 포함되고 상기 제1 기판에 상기 전력 공급 장치와 통신을 위한 통신 회로가 탑재되되,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 수신된 상기 전력 공급 장치와 관련된 정보에 기반하여, 상기 충전 회로를 제어하도록 구성된 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 충전 회로는 상기 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하도록 구성된 제1 충전 회로; 및 상기 제1 전력 신호의 전압을 지정된 배율만큼 낮추고 상기 제1 전력 신호의 전류를 지정된 배율만큼 높이도록 구성된 제2충전 회로를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통해 상기 전력 공급 장치가 PPS(programmable power supply) 기능을 지원하는 모델인 것으로 확인됨에 기반하여, 상기 제2 충전 회로를 이용하여 상기 배터리 셀을 충전하고,
    상기 통신 회로를 통해 상기 전력 공급 장치가 상기 PPS 기능을 지원하지 않는 것으로 확인됨에 기반하여, 상기 제1 충전 회로를 이용하여 상기 배터리 셀을 충전하도록 구성된 전자 장치.
  5. 상기 제4 항에 있어서, 상기 통신 회로는 상기 제1 충전 회로에 내장된 전자 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 배터리 셀에 대한 목표 전압 값보다 2배의 전압 값을 갖는 전력 신호를 전송하도록 상기 전력 공급 장치에 상기 통신 회로를 통해 요청하도록 구성되고,
    상기 제2 충전 회로는 상기 제1전력 신호의 전압을 1/2배로 낮추고 상기 제1 전력 신호의 전류를 2배로 높이도록 구성된 전자 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 외부 커넥터는 USB(universal serial bus) Type-C에 따른 소켓으로 구성되되, 상기 충전 회로는 상기 소켓에 구성된 전원 핀을 통해 상기 제1 전력 신호를 수신하도록 구성된 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 기판에 탑재된 통신 회로를 더 포함하되,
    상기 통신 회로는 상기 소켓에 구성된 신호 핀을 통해 상기 전력 공급 장치와 PD(power delivery) 통신을 수행하도록 구성된 전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 신호 핀은,
    CC(configuration channel) 1 핀 및 CC2 핀을 포함하는 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 전자 장치의 전면을 형성하는 전면 커버; 상기 전자 장치의 후면을 형성하는 후면 커버; 상기 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성하는 측면 베젤 구조를 포함하되,
    상기 후면을 마주하고 볼 때, 상기 제1 기판은 상기 배터리 팩 아래에 위치하고 상기 제2 기판은 상기 배터리 팩 위에 위치하고, 상기 충전 단자 및 상기 방전 단자는 상기 측면 베젤 구조의 일 측에 인접하게 위치하는 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 측면 베젤 구조의 하측에 홀이 형성되되,
    상기 외부 커넥터는 상기 홀을 통해 유입된 외부 케이블의 플러그와 결합되도록 구성된 전자 장치.
  12. 전자 장치에 있어서,
    충전 단자, 방전 단자, 및 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩;
    상기 충전 단자에 연결되고 상기 배터리 백의 일 면에 배치된 제1 기판;
    상기 방전 단자에 연결되고 상기 일 면에 대향하는 배터리 백의 다른 면에 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판에 탑재되고 외부의 전력 공급 장치에 연결을 제공하도록 구성된 외부 커넥터;
    상기 제1 기판에 탑재되고 상기 충전 단자에 연결된 제1 내부 커넥터;
    상기 제2 기판에 탑재되고 상기 방전 단자에 연결된 제2 내부 커넥터;
    상기 제1 기판에 탑재되고 상기 외부 커넥터를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 제1 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 전력 신호의 전류 및/또는 전압을 조정하고, 상기 조정된 제1 전력 신호를 상기 제1 내부 커넥터를 통해 상기 충전 단자로 출력하도록 구성된 충전 회로;
    상기 제2 기판에 탑재된 상기 전자 장치의 시스템; 및
    상기 제2 기판에 탑재되고 상기 제2 내부 커넥터를 통해 상기 방전 단자로부터 상기 시스템이 작동하기 위해 필요한 제2 전력 신호를 수신하고, 상기 수신된 제2 전력 신호를 상기 시스템에 공급하도록 구성된 전력 관리 회로를 포함하는 전자 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 시스템에 프로세서가 포함되고 상기 제1 기판에 상기 전력 공급 장치와 통신을 위한 통신 회로가 탑재되되,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 수신된 상기 전력 공급 장치와 관련된 정보에 기반하여, 상기 충전 회로를 제어하도록 구성된 전자 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 외부 커넥터는 USB(universal serial bus) Type-C에 따른 소켓으로 구성되되, 상기 충전 회로는 상기 소켓에 구성된 전원 핀을 통해 상기 제1 전력 신호를 수신하도록 구성된 전자 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 하우징은 상기 전자 장치의 전면을 형성하는 전면 커버; 상기 전자 장치의 후면을 형성하는 후면 커버; 상기 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성하는 측면 베젤 구조를 포함하되,
    상기 후면을 마주하고 볼 때, 상기 제1 기판은 상기 배터리 팩 아래에 위치하고 상기 제2 기판은 상기 배터리 팩 위에 위치하고, 상기 충전 단자 및 상기 방전 단자는 상기 측면 베젤 구조의 일 측에 인접하게 위치하는 전자 장치.
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