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KR102200818B1 - 충전 회로를 갖는 휴대형 전자장치 - Google Patents

충전 회로를 갖는 휴대형 전자장치 Download PDF

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KR102200818B1
KR102200818B1 KR1020130133007A KR20130133007A KR102200818B1 KR 102200818 B1 KR102200818 B1 KR 102200818B1 KR 1020130133007 A KR1020130133007 A KR 1020130133007A KR 20130133007 A KR20130133007 A KR 20130133007A KR 102200818 B1 KR102200818 B1 KR 102200818B1
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switch
charging
voltage
electronic device
inductor
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정구철
이기선
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삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 충전 회로를 갖는 휴대형 전자장치는 배터리와 연결되는 인덕터, 상기 인덕터 및 그라운드와 연결되는 제 1 스위치, 상기 인덕터 및 상기 제 1 스위치와 연결되는 제 2 스위치를 포함하는 충전 회로; 및 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하고, 상기 인덕터를 이용하여 상기 배터리로부터 적어도 하나의 시스템으로 전달되는 전압을 승압하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

충전 회로를 갖는 휴대형 전자장치{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE HAVING CHARGING CURCUIT}
본 발명은 전압 제어를 위한 충전 회로를 가지는 휴대형 전자장치에 관한 것이다.
휴대형 전자장치는 특정 사용자 기능을 지원하면서도 그 크기가 휴대할 수 있을 정도로 작아 많은 산업 및 생활 분야에서 각광받고 있다. 그리고 최근 들어 다양한 사용자 기능을 통합적으로 지원하는 휴대형 전자장치가 등장하고 있다. 이에 따라, 휴대형 전자장치의 구성이 추가되고 있으며, 이를 제어하기 위하여 휴대형 전자장치의 CPU(Central Processing Unit)의 성능이 향상되었다.
반면, 휴대형 전자장치의 CPU의 성능이 향상됨에 따라, CPU의 전력 부하(load)가 증가되고 이에 따라 휴대형 전자장치의 배터리 전압 강하의 크기도 커지게 되었다. 그리고, 배터리 전압이 강하되면, eMMC(embedded Multi-Media Card) 및 CPU 등의 시스템 동작에 필요한 전압이 공급되지 못하는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 종래 기술은 Regulated IC(Integrated Cirtuit) 및 부스트(boost) 회로를 하나의 IC로 통합하거나, Regulated IC에 부스트(boost) 회로를 추가하여 배터리로부터 시스템으로 공급되는 전압을 증가시키는 방법을 이용하였다.
종래 기술은 Regulated IC 및 부스트(boost) 회로를 하나의 IC로 통합하는 경우 과도 응답(transient response)을 포함하여 하나의 IC 크기에 비하여 효율이 저하되는 문제가 있었다. 또한, Regulated IC에 부스트(boost) 회로를 추가하는 경우에도 마찬가지로 효율이 저하되며, 부스트 회로 추가로 인한 비용이 상승되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 휴대형 전자장치의 다양한 모드에서 전압을 제어할 수 있는 충전 회로를 가지는 휴대형 전자장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 충전 회로를 갖는 휴대형 전자장치는 배터리와 연결되는 인덕터, 상기 인덕터 및 그라운드와 연결되는 제 1 스위치, 상기 인덕터 및 상기 제 1 스위치와 연결되는 제 2 스위치를 포함하는 충전 회로; 및 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하고, 상기 인덕터를 이용하여 상기 배터리로부터 적어도 하나의 시스템으로 전달되는 전압을 승압하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 충전 회로를 가지는 휴대형 전자장치는 간이한 회로 설계를 통해 휴대형 전자장치의 다양한 모드에서 휴대형 전자장치의 전압을 적응적으로 제어할 수 있어 사용자에게 뛰어난 사용성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 회로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 일반 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 충전 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 OTG 모드 또는 플래쉬 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 컴퓨팅 리소스를 가지는 장치로서 예를 들어, 스마트 폰 태블릿 PC, 디지털 카메라, 컴퓨터 모니터, PDA(Personal Digital Assistant), 전자수첩, 데스트탑 PC, PMP(Portable Multimedia Player), 미디어 플레이어(Media Player)(예를 들어, MP3 플레이어), 음향기기, 손목시계, 게임용 단말기 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 '일반 모드'는 배터리로부터 eMMC(embedded Multi-Media Card) 및 CPU(Central Processing Unit) 등의 시스템으로 전력이 공급되는 상태로 정의한다.
또한, '충전 모드'는 충전 TA(Travel Adapter)로부터 배터리 및 시스템으로 전력을 공급되는 상태로 정의한다.
또한, 'OTG(On The Go) 모드'는 휴대형 전자장치가 외부 장치와 연결된 상태를 의미하며, '플래쉬(flash) 모드'는 카메라가 작동 중인 상태로 정의한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치(100)는 무선 통신부(110), 표시부(120), 입력부(130), 오디오 처리부(150), 전원 공급부(160), 저장부(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다.
무선 통신부(110)는 제어부(180)의 제어 하에 지원 가능한 네트워크(이동통신 네트워크 등)와 설정된 방식의 통신채널을 형성하여 음성 통신, 영상 통신 등의 무선 통신과 단문 메시지 서비스(SMS, Short Message Service), 멀티미디어 메시지 서비스(MMS, Multimedia Messaging Service), 인터넷(internet) 등의 메시지 서비스 기반의 데이터 통신과 관련된 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 무선 통신부(110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하고, 수신되는 신호의 주파수를 저잡음 증폭 및 하강 변환하는 송수신기를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 무선 통신부(110)가 신호를 송신하기 위하여 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 때 높은 크기의 전력이 소비될 수 있으며, 이에 따라 제어부(180) 제어 하에 전원 공급부(160)로부터 승압된 전압이 공급될 수 있다.
표시부(120)는 휴대형 전자장치(100) 운용에 필요한 다양한 화면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 표시부(120)는 휴대형 전자장치(100) 운용에 필요한 대기 화면, 메뉴 화면 등을 지원할 수 있다. 이러한 표시부(140)는 터치 패널(121) 및 표시 패널(123)을 포함할 수 있다. 터치 패널(121)은 표시 패널(123) 위에 위치하는 애드 온 타입(add-on type)이나 표시 패널(123) 내에 삽입되는 온 셀 타입(on-cell type) 또는 인 셀 타입(in-cell type)으로 구현될 수 있다.
터치 패널(121)은 화면에 대한 사용자의 제스처에 응답하여 터치이벤트를 발생하고, 터치이벤트를 AD(Analog to Digital) 변환하여 제어부(180)로 전달할 수 있다. 이러한 터치패널(121)은 손 제스처를 감지하는 손 터치패널과 펜 제스처를 감지하는 펜 터치패널을 포함하여 구성된 복합 터치패널일 수 있다. 여기서 손 터치패널은 정전용량 방식(capacitive type)으로 구현될 수 있다. 물론 손 터치패널은 저항막 방식(resistive type), 적외선 방식 또는 초음파 방식으로도 구현될 수 있다.
표시 패널(123)은 제어부(180)의 제어 하에 데이터를 화면에 표시할 수 있다. 즉, 제어부(180)가 데이터를 처리(예를 들어, 디코딩(decoding)하여 버퍼에 저장하면 표시 패널(123)은 버퍼에 저장된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 화면에 표시할 수 있다. 그리고, 표시 패널(123)은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitted Diode), PMOLED(Passive Matrix Organic Light Emitted Diode), 플랙서블 디스플레이(Flexible display) 또는 투명 디스플레이로 구성될 수 있다.
입력부(130)는 사용자 입력으로부터 생성된 키 이벤트를 비롯한 휴대형 전자장치의 동작을 위한 신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다. 제어부(180)는 이러한 신호에 응답하여 해당되는 구성들을 제어할 수 있다.
오디오 처리부(140)는 코덱(CODEC)을 포함할 수 있으며, 코덱은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱으로 구성될 수 있다. 오디오 처리부(140)는 디지털 오디오 신호를 오디오 코덱을 통해 아날로그 오디오 신호로 변환하여 리시버(RCV) 또는 스피커(SPK)를 통해 출력하고, 마이크(MIC)로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 오디오 코덱을 통해 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다.
카메라(150)는 영상을 촬영하여 데이터 신호를 수신하고, 수신된 데이터 신호를 제어부로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 카메라(150)가 작동 중인 경우 즉, 플래쉬 모드에서 휴대형 전자장치(100)는 일반 모드에 비하여 보다 많은 전력을 소비할 수 있다. 이에 따라, 제어부(180)는 플래쉬 모드에서 승압된 전압이 카메라(150)로 공급되도록 제어할 수 있다.
전원 공급부(160)는 휴대형 전자장치(100) 각 구성으로 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치(100)는 충전 회로(161)를 포함하고, 충전 회로(161)를 통해 일반 모드, 충전 모드, OTG(On The Go) 모드 및 플래쉬 모드에서 적응적으로 승압 또는 감압된 전압이 시스템 등으로 공급되도록 제어할 수 있다. 충전 회로(161)의 동작은 상세히 후술한다.
저장부(170)는 제어부(180)의 보조기억장치(secondary memory unit)로써, 디스크, 램(RAM) 및 플래쉬 메모리를 포함할 수 있다. 저장부(170)는 제어부(180)의 제어 하에 휴대형 전자장치(100)에서 생성되거나 무선 통신부(110) 또는 외부 인터페이스부(미도시)를 통해 외부장치 예를 들어, 서버, 데스크 탑 PC 등으로부터 수신한 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(170)는 휴대형 전자장치(100) 운용을 위한 운영체제(Operating System; OS)를 비롯하여, 기타 옵션(options) 기능 예를 들어, 소리 재생기능, 이미지 또는 동영상 재생 기능, 방송 재생 기능 등에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여 사용자 데이터 및 통신 시 송수신되는 데이터 등을 저장할 수 있다.
제어부(180)는 휴대형 전자장치(100)의 전반적인 동작 및 휴대형 전자장치(100)의 내부 구성들 간의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(180)는 내부 구성들로의 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 일반 모드에서 배터리로부터 시스템 등으로 승압된 전압시켜 안정적으로 휴대형 전자장치(100)가 동작하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 충전 모드에서 충전 TA(Travel Adapter)로부터 시스템 또는 배터리로 전력이 공급되도록 전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 OTG(On The Go) 모드 또는 플래쉬 모드에서 배터리로부터 공급되는 전압을 제어하도록 제어할 수 있다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에서 휴대형 전자장치(100)는 전력을 관리하기 위한 PMIC(Power Management Intergrated Circuit)및 배터리의 잔량, 전압, 전류 및 온도를 측정하기 위한 배터리 게이지(battery fuel gauge) 등을 더 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 회로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 충전 회로(161)는 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230), 제 3 스위치(240), 인덕터(250) 및 캐패시터(260)를 포함할 수 있다.
제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)는 제어부의 제어 하에 인덕터(250)와 함께 배터리로부터 공급되는 전압을 승압하고, 충전 모드에서 충전 TA로부터 공급되는 전압을 감압하여 배터리로 전달하기 위한 구성이다. 도 2에 도시된 바와 같이, a노드에서 배터리(210) 및 인덕터(250)는 직렬로 연결되고 b노드에서 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)와 병렬로 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)는 b노드에서 직렬로 연결될 수 있다.
제 3 스위치(240)는 제어부의 제어 하에 충전 모드 또는 OTG 모드에서 턴-온(turn-on)되며, 일반 모드 및 플래쉬 모드에서는 턴-오프(turn-off)될 수 있다. 그리고, 제 3 스위치(240)는 c노드에서 제 2 스위치(230) 및 캐패시터(260)와 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 제 3 스위치(240)는 충전 모드 시 d노드에서 충전 TA, OTG 모드에서 외부 장치와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230) 및 제 3 스위치(240)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 소자일 수 있다. 다만, 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230) 및 제 3 스위치(240)는 MOSFET 소자에 한정되지 않으며, BJT(Bipolar Junction Transistor), 다이오드(diode)를 비롯하여 스위칭이 가능한 소자로 구성될 수 있다.
인덕터(250)는 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)의 턴-온/오프 동작에 의해 배터리 또는 충전 TA로부터 공급되는 전류에 의한 에너지를 저장 또는 방전함으로써 승압 또는 감압할 수 있도록 하기 위한 구성이다. 그리고, 캐패시터(260)는 c노드의 전압을 안정화하기 위한 구성이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 일반 모드, 충전 모드, OTG 모드 및 플래쉬 모드에서 전압 제어 동작을 상세히 설명한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 전자장치(100)의 일반 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 벅 컨버터(buck converter)(310)는 입력되는 직류 전압을 정류할 수 있다. 벅 컨버터는 c노드에서 제 2 스위치(230)와 연결되며, e노드를 거쳐 시스템으로 전력을 정류된 전압을 전달할 수 있다. 일반 모드에서, 제어부(180) 제어 하에 배터리(210)로부터 전류(IL)가 공급되면, 인덕턴스(L)를 가지는 인덕터(250)에 에너지가 저장될 수 있다. 이 때, 인덕터(250)에 저장되는 에너지(E) 및 인덕터(250) 전압(VL) 즉, a노드 및 b노드 사이의 전압은 아래 [수학식 1]과 같다.
Figure 112013100286397-pat00001
제어부는 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)가 일정 듀티 비(duty ratio)로 턴-온/오프되도록 제어 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 듀티 비는 한 주기(T) 동안 소자 등이 턴-온되는 비율을 의미하며, 이하에서는 설명의 편의상 듀티 비를 제 1 스위치(220)의 한 주기(T) 동안 턴-온되는 비율 D값을 가지는 것으로 설명한다. 또한, 제어부는 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)가 상호 역으로 스위칭되도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 한 주기(T) 동안 제 1 스위치(220)가 턴-온되는 동안 제 2 스위치(230)는 턴-오프되고, 제 2 스위치(230)가 턴-오프되는 동안 제 1 스위치(220)가 턴-온되도록 제어할 수 있다.
먼저, 한 주기(T)에서 DT 시간 동안 제 1 스위치(220)가 턴-온되고, 제 2 스위치(230)가 턴-오프되고, 전류(IL)는 배터리로부터 a노드, 인덕터(250), b노드 및 그라운드(GND)로 연결되는 폐회로 내에서 흐를 수 있다. 이러한 폐회로 내에서 전력을 소비하는 부하가 없으므로, 인덕터(250)에 전류가 저장될 수 있다. 이때, DT 시간 동안 인덕터(250)에 저장되는 전류(IL)의 변화량은 [수학식 2]와 같다.
Figure 112013100286397-pat00002
(여기서, 제 1 스위치에서 전압 강하 정도가 작은 것으로 가정하면, (Va Vb)는 Va와 동일할 수 있다.)
그리고, 한 주기(T)에서 (1-D)T 시간 동안에는 제 1 스위치(220)가 턴-오프되고, 제 2 스위치(230)가 턴-온되며, 배터리(210)로부터 a노드, 인덕터(250), b노드, 제 2 스위치(230), c노드, 벅 컨버터(310) 및 e노드를 통해 시스템으로 전류(IL)가 흐를 수 있다. (1-D)T 시간 동안에는 시스템에서 전력이 소비되므로, DT 시간 동안 인덕터(250)에 저장된 전류(IL)가 방전될 수 있으며, 방전되는 전류(IL)의 변화량은 [수학식 3]과 같다.
Figure 112013100286397-pat00003
(여기서, 제 2 스위치(230)에서 전압 강하 정도가 작은 것으로 가정하면, Vb = Vc 이다.)
또한, 충전 회로(161)는 정상 상태에서 구동되므로, [수학식 2] 및 [수학식 3]에서 각각 저장 및 충전되는 전류(IL)의 전체 변화량은 0과 동일하다. 이에 따라, [수학식 4]를 도출할 수 있다.
Figure 112013100286397-pat00004
[수학식 4]에서 0≤D≤1 이므로, Va ≤ Vc 로서, a노드의 전압은 c노드의 전압으로 승압될 수 있다. 이와 같이, 제어부(180)는 한 주기(T) 동안 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)의 턴-온/오프를 제어하여, 벅 컨버터(310)로 입력 전, c노드의 전압이 승압되도록 제어할 수 있어 시스템에 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대형 전자장치의 충전 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 충전 TA(Travel Adapter)(420)를 통해 시스템 또는 배터리(210)로 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 충전 TA(420)로부터 벅 컨버터를 거쳐 시스템으로 전력이 공급될 수 있거나, 충전 TA(420)로부터 제 2 스위치(230), 인덕터(250)를 거쳐 배터리(210)로 전력이 공급될 수 있다. 제어부(180)는 d노드에서 충전 TA(420)가 충전 회로(161)에 접속 되면, 충전 TA(420)가 접속됨을 인지할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 충전 TA(420) 접속 시, 충전 TA(420)로부터 신호를 수신하거나 또는 전류 센서(미도시)를 통한 전류 변화를 통해 충전 TA(420)의 접속을 인지할 수 있다.
충전 TA(420)가 접속되면, 제어부(180)는 제 3 스위치(240)가 턴-온되기 위한 제어 신호를 제 3 스위치(240)로 전달할 수 있다. 제어부(180)로부터 제어 신호를 전달받은 제 3 스위치(240)가 턴-온되면 충전 TA(420)로부터 c노드로 전압이 전달될 수 있다. 이때, 제 3 스위치(240)에서 전압 강하가 작은 것으로 가정하면, 충전 TA(420)를 d노드의 전압은 c노드의 전압과 동일할 수 있다. 이에 따라, 충전 TA(420)로부터 입력되는 전압을 그대로 입력받을 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 c노드로부터 제 2 스위치(230), 인덕터(250)를 통해 배터리(210)로 감압된 전압을 전달할 수 있다. 구체적으로, 제어부(180) 제어 하에, 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)가 상호 역으로 스위칭되도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(180)는 한 주기(T) 동안 제 1 스위치(220)가 턴-온되는 동안 제 2 스위치(230)는 턴-오프되고, 제 2 스위치(230)가 턴-오프되는 동안 제 1 스위치(220)가 턴-온되도록 제어할 수 있다. 한 주기(T) 동안 제 1 스위치(220)의 듀티 비를 D로 가정하면, 인덕터(250)에 저장되었던 전류(IL)의 변화량은 [수학식 1]을 참조하면, 아래 [수학식 5]와 같다.
Figure 112013100286397-pat00005
(여기서, 제 1 스위치에서 전압 강하 정도가 작은 것으로 가정하면, (Vb Va)는 -Va와 동일할 수 있다.)
그리고, 한 주기(T)에서 (1-D)T 시간 동안에는 제 1 스위치(220)가 턴-오프되고, 제 2 스위치(230)가 턴-온되며, 충전 TA(420)로부터 c노드, 제 2 스위치(230), b노드, 인덕터(250)를 거쳐 배터리(210)로 전류(IL)가 흐를 수 있다. 이때, 배터리(210)로 흐르는 전류(IL)의 변화량은 [수학식 6]과 같다.
Figure 112013100286397-pat00006
(여기서, 제 2 스위치에서 전압 강하 정도가 작은 것으로 가정하면, Vb = Vc 이다.)
그리고, 충전 회로(161)가 정상 상태에서 구동되므로, [수학식 5] 및 [수학식 6]에서 전류(IL )의 전체 변화량은 0과 동일하다. 이에 따라, [수학식 7]을 도출할 수 있다.
Figure 112013100286397-pat00007
[수학식 7]에서 0≤D≤1 이므로, Vc ≤ Va 로서, a노드의 전압은 c노드의 전압에 비하여 감압될 수 있다. 이와 같이, 제어부(180)는 한 주기(T) 동안 제 1 스위치(220) 및 제 2 스위치(230)의 턴-온/오프를 제어하여, 배터리(210)로 감압된 전압을 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 전자장치(100)의 OTG 모드 또는 플래쉬 모드에서 전압 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는 설명의 편의상 OTG 모드 및 플래쉬 모드 상태를 모두 도시하고 있지만, 실시예에 따라 별개로 동작될 수 있다.
도 5를 참조하면, OTG 모드에서 제어부(180)는 제 3 스위치(240)가 턴-온되도록 제 3 스위치(240)로 제어할 수 있다. 그리고, 배터리(210)로부터 a노드, 인덕터(250), b노드, 제 2 스위치(230), c노드, 제 3 스위치(240) 및 d노드를 통해 외부 장치(530)로 전력을 공급할 수 있다. 제어부(180)는 OTG 모드에서 배터리(210)로부터 승압된 전압을 외부 장치로 전달하기 위한 동작을 하도록 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230) 및 제 3 스위치(240)를 제어할 수 있다. 제어부는 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230)의 턴-온/오프 동작을 제어하여 c노드에 승압된 전압을 전달하도록 제어하고, 턴-온된 제 3 스위치(240)를 통해 외부 장치(530)로 전력을 전달할 수 있다.
또한, 플래쉬 모드에서 제어부(180)는 배터리(210)로부터 a노드, 인덕터(250), b노드, 제 2 스위치(230), c노드를 통해 카메라(150) 및 벅 컨버터(510)로 전력을 전달할 수 있다. 제어부(180)는 플래쉬 모드에서 배터리(210)로부터 승압된 전압을 카메라(150) 및 벅 컨버터(510)로 전달하기 위한 동작을 하도록 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230) 및 제 3 스위치(240)를 제어할 수 있다. 제어부(180)는 제 1 스위치(220), 제 2 스위치(230)의 턴-오프 동작을 제어하여 c노드에 승압된 전압을 전달하도록 제어하고, 승압된 전압을 벅 컨버터(510) 및 카메라(150)로 전달할 수 있다. OTG 모드 또는 플래쉬 모드에서 배터리(210)로부터 c노드에 승압된 전압을 전달하는 동작은 일반 모드와 동일하여 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 충전 회로(161)를 가지는 휴대형 전자장치(100)는 간이한 회로 설계를 통해 휴대형 전자장치(100)의 일반 모드, 충전 모드, OTG 모드 및 플래쉬 모드에서 휴대형 전자장치(100)의 전압을 적응적으로 제어할 수 있어 사용자에게 뛰어난 사용성을 제공할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 휴대형 전자장치 110 : 무선 통신부
120 : 표시부 121 : 터치 패널
123 : 표시 패널 130 : 입력부
140 : 오디오 처리부 150 : 카메라
160 : 전원 공급부 161 : 충전 회로
170 : 저장부 180 : 제어부

Claims (9)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    외부 장치 또는 충전 TA(travel adapter)와 연결되는 제 1 단자, 벅 컨버터 및 상기 배터리와 연결되고, 인덕터, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 충전 회로; 및
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치 및 상기 제 3 스위치의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 충전 회로에서,
    상기 인덕터의 제 1 단이 상기 배터리와 연결되고, 상기 제 1 스위치는 상기 인덕터의 제 2 단 및 그라운드의 사이를 스위칭 하고, 상기 제 2 스위치는 상기 인덕터의 제 2 단 및 상기 제 1 단자의 사이를 스위칭 하고, 상기 제 3 스위치는 상기 제 1 단자와 상기 제 2 스위치 및 상기 벅 컨버터의 사이를 스위칭 하고,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 서로 역으로 턴-온 및 턴-오프 되도록 제어하고, 상기 제 1 단자에 상기 외부 장치 또는 상기 충전 TA가 연결된 경우 상기 제 3 스위치를 턴-온 되도록 제어하고,
    상기 배터리에서 출력되는 전압은 상기 인덕터를 통해 승압되고,
    상기 벅 컨버터는 상기 승압되어 전달되는 전압을 강하하고, 상기 강하된 전압을 제 2 단자를 통해 전자 장치의 적어도 하나의 시스템으로 전달하는 전자장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 소자인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 회로는,
    상기 제 1 단자와 연결되고, 상기 충전 TA 및 상기 배터리로부터 공급되는 전압을 안정화하기 위한 캐패시터(capacitor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치와 연결되는 카메라를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 카메라가 구동되는 경우, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 서로 역으로 턴-온 또는 턴-오프 되도록 제어하고, 상기 카메라로 상기 인덕터를 통해 승압된 전압을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 3 스위치가 상기 충전 TA와 연결되는 경우, 상기 제 3 스위치를 턴-온하고, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 서로 역으로 턴-온 또는 턴-오프 되도록 제어하고, 상기 인덕터를 통해 상기 충전 TA로부터 전달되는 전압을 감압하여 상기 배터리로 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2스위치와 연결되는 카메라를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 카메라가 구동되는 경우, 상기 충전 TA로부터 입력되는 전압을 상기 카메라로 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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