KR102362972B1 - 배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 제어 방법을 개시한다. 당해 배터리 전기공급 회로는 제1 셀, 제2 셀, 스위치, 제1 전환 유닛 및 제2 전환 유닛을 포함하고; 상기 제2 셀의 제1 단부가 상기 제2 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되며; 상기 제1 셀의 제1 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 제1 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제1 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되며; 상기 스위치가 턴온되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 직렬 연결되고; 상기 스위치가 턴오프되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴온 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 병렬 연결된다. 당해 배터리 전기공급 회로는 동일한 충전 대상 기기에서 다양한 충전 방안에 적응할 수 있는 배터리 전기공급 회로를 제공할 수 있다.

Description

배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 제어 방법

본 개시는 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로, 배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 제어 방법에 관한 것이다.

충전 대상 기기(예를 들어 스마트폰, 이동 단말 또는 스마트 기기)가 점점 더 소비자의 호감을 받고 있으나 이는 전기 소모량이 크고 자주 충전해야 하는데 비해 저전력을 적용하는 일반 충전 방안은 충전 대상 기기를 충전함에 있어서 통상적으로 비교적 많은 시간을 허비하여야 하는바, 이러한 도전에 대응하고자 업계에는 충전 대상 기기를 충전함에 있어서 충전 전력을 향상시키는 급속 충전 방안이 제기되었다.

동일한 충전 대상 기기에 다양한 충전 방안(일반 충전 방안과 급속 충전 방안을 포함할 수 있음)에 적응 가능한 배터리 전기공급 회로를 제공함으로써 충전 대상 기기의 확장성과 적응성을 향상시키는 것은 해결해야 할 기술 과제로 되었다.

상술한 배경 기술 부분에서 개시한 정보는 단지 본 발명의 배경에 대한 이해를 강화시키기 위한 것일 뿐인바, 따라서 당업자한테 이미 알려진 종래 기술이 아닌 정보를 포함할 수 있다.

본 개시는 배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 제어 방법을 제공하는바, 동일한 충전 대상 기기에서 다양한 충전 방안에 적응할 수 있는 배터리 전기공급 회로를 제공할 수 있다.

본 개시의 기타의 특징과 이점은 아래의 상세한 설명으로 분명해지거나, 또는 일부가 본 개시에 대한 실천으로 습득될 것이다.

본 개시의 일 측면으로, 배터리 전기공급 회로가 제공되는바, 당해 배터리 전기공급 회로는, 제1 셀, 제2 셀, 스위치, 제1 전환 유닛 및 제2 전환 유닛을 포함하고; 상기 제2 셀의 제1 단부가 상기 제2 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되며; 상기 제1 셀의 제1 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 제1 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제1 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되며; 상기 스위치가 턴온되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 직렬 연결되고; 상기 스위치가 턴오프되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴온 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 병렬 연결된다.

본 개시의 다른 측면으로, 충전 대상 기기가 제공되는바, 당해 충전 대상 기기는 상술한 어느 한 배터리 전기공급 회로 및 충전 인터페이스를 포함하고; 상기 충전 대상 기기는 상기 충전 인터페이스를 통해 어댑터의 출력 전압과 출력 전류를 수신한다.

본 개시의 또 다른 측면으로, 충전 대상 기기를 충전하는 충전 제어 방법이 제공되는바, 상기 충전 대상 기기는 상술한 어느 한 배터리 전기공급 회로 및 충전 인터페이스를 포함하고; 상기 방법은, 제1 제어 명령이 수신될 경우, 상기 전기공급 회로 내의 스위치를 턴온시키고 상기 전기공급 회로 내의 제1 전환 유닛과 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있도록 함으로써 상기 전기공급 회로 내의 제1 셀과 제2 셀이 직렬 연결되도록 하는 단계; 및 제2 제어 명령이 수신될 경우, 상기 스위치를 턴오프시키고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛을 턴온 상태에 있도록 함으로써 상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 병렬 연결되도록 하는 단계; 를 포함한다.

본 개시의 충전 대상 기기는, 다양한 충전 방안이 호환 가능한 배터리 전기공급 회로를 제공할 수 있는바, 예를 들어 일반 충전 모드 및 급속 충전 모드가 호환 가능하고, 급속 충전 모드에 있어서는 또한 나아가 더 플래시 충전 모드(상술한 바와 같은 제2 충전 모드) 및 슈터 플래시 충전 모드(상술한 바와 같은 제3 충전 모드)가 호환 가능하다. 충전 대상 기기의 부동한 충전 모드에 있어서, 전기 공급 시, 2개의 배터리가 병렬되는 방식을 사용하여 전기를 공급할 수도 있고 또는 충전 집적 회로를 통하여 전기를 공급할 수도 있는바, 이러한 전기 공급 방식은 전력 변환에 따른 손실이 없기때문에 충전 대상 기기의 지속 성능을 나아가 더 향상시킬 수 있다. 또한, 충전 대상 기기는 어댑터와의 양방향 통신에 의해 어댑터의 유형에 따라 부동한 충전 모드에로의 자동 전환이 가능한바, 이는 사용자의 사용 느낌을 향상시킬 수 있다.

전술한 일반적인 설명과 후술되는 디테일적인 설명은 예시적인 것으로, 이는 본 개시를 한정할 수 없음을 이해하여햐 한다.

첨부 도면을 참조하여 그 예시적 실시예에 대해 상세히 설명함으로써, 본 개시의 상술한 및 기타의 목표, 특징 및 이점은 더욱 자명해질 것이다.
도 1은 일 예시에 따라 도시한 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 2는 일 예시에 따라 도시한 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 3은 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 4는 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 5는 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 6은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로의 개략적인 구조도이다.
도 7은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로 내의 스위치(106)가 턴온되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴오프 상태에 있는 경우의 등가 회로도이다.
도 8은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로 내의 스위치(106)가 턴오프되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴온 상태에 있는 경우의 등가 회로도이다.
도 9는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 10은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(20)가 제1 충전 회로(206)를 통해 제1 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.
도 11은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제2 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.
도 12는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제3 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.
도 13은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 14는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.
도 15는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제4 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.
도 16은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제5 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.
도 17은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 제어 방법의 흐름도이다.

첨부 도면을 참조하여 예시적인 구현 방식에 대해 더 전면적으로 설명하고자 한다. 예시적인 구현 방식은 다양한 형식으로 실시 가능한바, 여기에 기술되는 시범적인 예로 이해되어서는 안되며; 반대로, 이러한 구현 방식을 제공하는 것은 본 개시가 더욱 전면적이고 완전하도록 하고 예시적인 구현 방식에 대한 구상을 당업자한테 전면적으로 전달하게 된다. 첨부 도면은 본 개시의 개략적인 도해일 뿐, 반드시 비례에 따라 제도되는 것이 아니다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내는바, 따라서 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 설명되는 특징, 구조 또는 특성은 임의의 적합한 방식으로 하나의 또는 더 많은 구현 방식에 결합될 수 있다. 아래 설명에서는 허다한 구체적인 디테일을 제공함으로써 본 개시의 구현 방식에 대한 충분한 이해를 주고자 한다. 당업자라면, 하나 또는 더 많은 상기 특정 디테일을 생략하거나, 또는 기타의 방법, 컴포넌트, 장치, 단계 등을 적용하여 본 개시의 기술안을 실천할 수 있음을 알 수 있다. 기타의 경우, 본 개시의 각 측면이 주객전도로 인해 모호화되는 것을 회피하고자, 공지된 방법, 장치, 구현, 재료 또는 조작에 대한 상세한 도시나 설명은 생략하기로 한다.

본 개시에서, 별도로 명확한 규정과 한정이 있지 않은한, 용어 '장착', '서로 연결', '연결', '고정' 등은 넓은 의미에서 이해되어야 하는바, 예를 들어 이는 고정 연결일 수도 있고 탈착 가능한 연결일 수도 있고 일체화된 것일 수도 있으며; 기계적 연결일 수도 있고 전기 연결일 수도 있고 상호 통신일 수도 있으며; 직접 연결일 수도 있고 중간 매개체를 통한 간접 연결일 수도 있고 2개의 소자의 내부적 연통이거나 2개의 소자의 상호 작용 관계일 수도 있다. 당업자라면, 구체 상황에 따라 상술한 용어의 본 개시에서의 구체 함의를 이해할 수 있다.

또한, 용어 '제1', '제2'는 설명의 목적을 위한 것일 뿐, 이를 상대적 중요성을 가리키거나 암시하는 것으로, 또는 가리키는 기술 특징의 수량을 암묵적으로 가리키는 것으로 이해하여서는 안된다. 따라서, '제1', '제2'로 한정되는 특징은 하나의 또는 더 많은 당해 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 별도로 명확하고 구체적인 한정이 있지 않은 한, 본 개시의 설명에서 '복수'의 함의는 적어도 2개의인바, 예를 들면 2개, 3개 등이다.

우선, 관련 기술에서의 충전 대상 기기를 충전하는 관련 어댑터에 대해 설명하고자 한다.

관련 어댑터가 정전압 모드에서 작동하는 경우, 이에 의해 출력되는 전압은 기본적으로 일정하게 유지되는바, 예를 들면 5V, 9V, 12V 또는 20V 등이다. 출력되는 전류는 맥동 직류 전류(방향은 변화되지 않고 진폭값 크기는 시간에 따라 변화됨), 교류 전류(방향과 진폭값 크기가 모두 시간에 따라 변화됨) 또는 일정한 직류 전류(방향과 진폭값이 모두 시간에 따라 변화되지 않음)일 수 있다.

관련 어댑터에 의해 출력되는 전압은 배터리의 양단에 직접 인가되기에 적합하지 않은바, 우선, 충전 대상 기기 내의 변환 회로를 거쳐 변환됨으로써 충전 대상 기기 내의 배터리가 기대하는 충전 전압 및 충전 전류 중 적어도 하나가 획득되어야 한다.

변환 회로를 통하여 배터리의 충전 전압 및 충전 전류 중 적어도 하나를 제어하는 것에 대해 소개하기 전에, 우선, 배터리의 충전 과정에 대해 소개하고자 한다. 배터리의 충전 과정은 세류 충전 단계(또는 모드), 정전류 충전 단계(또는 모드), 정전압 충전 단계(또는 모드) 및 보충 충전 단계(또는 모드)를 포함할 수 있다. 세류 충전 단계에서, 우선, 완전 방전된 배터리를 사전 충전(즉 회복 충전)하는바, 세류 충전 전류는 통상적으로 정전류 충전 전류의 십분의 일이고, 배터리 전압이 세류 충전 전압 역치 이상으로 상승될 경우, 충전 전류를 증대시켜 정전류 충전 단계로 진입한다. 정전류 충전 단계에서, 정전류로 배터리를 충전하고 충전 전압은 빠르게 상승되는바, 충전 전압이 배터리가 기대하는 충전 전압 역치에 도달하는 경우 정전압 충전 단계로 진입한다. 정전압 충전 단계에서, 정전압으로 배터리를 충전하고 충전 전류는 점차 감소되는바, 충전 전류가 설정된 전류 역치(당해 전류 역치는 통상적으로 정전류 충전 단계의 충전 전류 수치의 수십분의 일이거나, 또는 더 작은바, 선택적으로, 당해 전류 역치는 수십밀리암페어이거나, 또는 더 작음)로 저감될 경우, 배터리는 충만된다. 배터리가 충만된 후, 배터리의 자기 방전(self discharge)에 따른 영향으로 부분적인 전류 손실이 발생되고, 이때 보충 충전 단계로 진입한다. 보충 충전 단계에서, 충전 전류는 아주 작은바, 이는 단지 배터리가 충만 상태에 있도록 보장하기 위한 것이다.

변환 회로는 부동한 충전 단계에서 배터리의 충전 전압 및는 충전 전류 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예를 들어 정전류 충전 단계에서, 변환 회로는 전류 피드백 루프를 이용하여 배터리에 진입되는 전류의 크기가, 배터리가 기대하는 제1 충전 전류의 크기를 충족시키도록 할 수 있다. 정전압 충전 단계에서, 변환 회로는 전압 피드백 루프를 이용하여 배터리의 양단에 인가되는 전압의 크기가, 배터리가 기대하는 충전 전압의 크기를 충족시키도록 할 수 있다. 세류 충전 단계에서, 변환 회로는 전류 피드백 루프를 이용하여 배터리에 진입되는 전류의 크기가, 배터리가 기대하는 제2 충전 전류의 크기(제2 충전 전류는 제1 충전 전류보다 작음)를 충족시키도록 할 수 있다.

예를 들어, 관련 어댑터에 의해 출력되는 전압이 배터리가 기대하는 충전 전압보다 큰 경우, 변환 회로는 관련 어댑터에 의해 출력되는 전압에 대해 강압 변환 처리함으로써 강압 변환으로 획득되는 충전 전압의 크기가, 배터리가 기대하는 충전 전압의 크기를 충족시키도록 한다.

아래, 우선 이하에 언급되는 '일반 충전 모드', '급속 충전 모드'에 대해 설명하고자 한다. 일반 충전 모드는 어댑터가 상대적으로 작은 전류값(통상적으로 2.5A보다 작음)을 출력하거나, 또는 상대적으로 작은 전력(통상적으로 15W보다 작음)으로 충전 대상 기기 내의 배터리를 충전하는 것을 가리킨다. 일반 충전 모드에서 상대적으로 대용량인 배터리(예를 들어 3000밀리암페어/시간 용량의 배터리) 하나를 충만시키는 데는 통상적으로 여러 시간이 소요되어야 한다. 급속 충전 모드는 어댑터가 상대적으로 큰 전류(통상적으로 2.5A보다 큰바, 예를 들면 4.5A, 5A이거나 심지어는 더 큼)를 출력하거나, 또는 상대적으로 큰 전력(통상적으로 15W보다 크거나 같음)으로 충전 대상 기기 내의 배터리를 충전 가능한 것을 가리킨다. 일반 충전 모드에 비하여, 급속 충전 모드에서의 어댑터의 충전 속도가 더 빠르며, 동일 용량의 배터리를 충만시키는 데 필요한 충전 시간이 선명히 단축된다.

도 1은 일 예시에 따라 도시한 충전 대상 기기 및 이를 충전하는 관련 어댑터의 개략적인 구조도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(1)는 충전 인터페이스(11), 배터리 유닛(12), 충전 집적 회로(IC)(13) 및 기타 회로(14)를 포함한다.

충전 대상 기기(1)는 10W(5V/2A)인 어댑터(6)를 통해 충전받을 수 있다. 어댑터(6)는 일반 충전 모드를 적용하여 충전 대상 기기(1)를 충전한다. 어댑터(6)는 정류 회로(61), 필터링 회로(62) 및 충전 인터페이스(63)를 포함한다. 정류 회로(61)는 입력되는 교류 전기를 직류 전기로 변환하고, 필터링 회로(62)는 정류 회로(61)에 의해 출력되는 직류 전기에 대해 필터링 조작을 함으로써 충전 인터페이스(63)를 통해 이에 연결되는 충전 대상 기기(1)에 안정적인 직류 전기를 제공한다. 배터리 유닛(12)은 예를 들어 하나의 리튬 셀을 포함하고, 하나의 셀의 충전 종지 전압은 일반적으로 4.2V이므로, 하나의 충전 집적 회로(13)를 구성하여 5V 전압을 배터리 유닛(12)이 기대하는 것에 적합한 충전 전압으로 변환시켜야 한다. 또한, 충전 집적 회로(13)는 충전 대상 기기(1) 내부의 기타 회로(14)(예를 들면 CPU 등)에 전기를 공급한다.

도 2는 일 예시에 따라 도시한 다른 충전 대상 기기 및 이를 충전하는 관련 어댑터의 개략적인 구조도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(2)는 충전 인터페이스(21), 배터리 유닛(22), 충전 집적 회로(23), 기타 회로(24) 및 충전 회로(25)를 포함한다.

충전 대상 기기(2)는 20W(5V/4A)인 대전력 어댑터(7)를 통해 급속 충전될 수 있는바, 즉 어댑터(7)는 급속 충전 모드를 적용하여 충전 대상 기기(2)를 충전한다. 어댑터(7)는 정류 회로(71), 필터링 회로(72), 전압 변환(voltage conversion) 회로(73), 제어 유닛(74) 및 충전 인터페이스(75)를 포함한다. 정류 회로(71)는 입력되는 교류 전기를 직류 전기로 변환하고; 필터링 회로(72)는 정류 회로(71)에 의해 출력되는 직류 전기에 대해 필터링 조작을 하여 안정적인 직류 전기를 제공하고; 전압 변환 회로(73)는 필터링 회로(72)에 의해 출력되는 직류 전기에 대한 전압 변환을 수행하는바, 전압 변환 회로(73)는 통상적으로 강압 회로이고, 충전 인터페이스(75)를 통해 이에 연결되는 충전 대상 기기(2)에 적합한 전압의 직류 전기를 제공하며; 제어 유닛(74)는 충전 대상 기기(2)의 피드백을 수신하여 정류 회로(71)에 의해 출력되는 직류 전기의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 제어한다. 충전 회로(25)는 충전 인터페이스(21) 및 배터리 유닛(22)에 연결되고 배터리 유닛(22)를 충전한다. 배터리 유닛(22)은, 여전히 하나의 리튬 셀을 포함하는 리튬 배터리를 예로 들면, 어댑터(7)에는 전압 변환 회로(73)가 있으므로 어댑터(7)에 의해 출력되는 전압을 배터리 유닛(22)의 양단에 직접 인가할 수 있는바, 즉, 충전 회로(25)는 유선 충전 방식을 적용하여 배터리 유닛(22)을 충전하고, 어댑터(7)에 의해 출력되는 전기 에너지는 충전 회로(25)를 거친 후 전압 변환 없이 배터리 유닛(22)에 직접 공급되어 배터리를 충전된다. 선택적으로, 충전 회로(25)는 스위칭 회로일 수 있고, 어댑터(7)에 의해 출력되는 전류는 충전 회로(25)를 거친 후 전압 강하(voltage drop) 변화가 매우 작은바, 배터리 유닛(22)의 충전 과정에 실질적인 영향을 미치지 않는다. 충전 집적 회로(23)는 충전 대상 기기(2) 내부의 기타 회로(24)(예를 들면 CPU 등)에 전기를 공급한다.

일부 실시예에서, 어댑터(7)은 또한 충전 대상 기기(2)에 맥동 직류 전기 또는 교류 전기를 공급하여 충전할 수 있다. 어댑터(7)가 맥동 직류 전기 또는 교류 전기를 출력하는 것을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 상술한 필터링 회로(72)를 제거할 수 있는바, 이로써 정류 회로(71)에 의해 출력되는 필터링되지 않은 전류를 전압 변환 회로(73)와 충전 인터페이스(75)를 거치도록 한 후 이로써 직접 충전 대상 기기(2)에 전기를 공급할 수 있다. 또는, 상술한 필터링 회로(72)에 포함되는 전해 커패시터를 제거할 수 있는바, 이로써 맥동 직류 전기 또는 교류 전기의 출력을 구현할 수 있다.

또한, 충전 집적 회로(23)는 또한 정전류 충전 단계에서 다단계 정전류 충전(Multi-stage constant current charging)을 적용하도록 어댑터를 제어할 수 있다. 다단계 정전류 충전은 M개의 정전류 단계(M는 2보다 작지 않은 정수)를 구비할 수 있고, 다단계 정전류 충전은 소정의 충전 전류로 제1 단계 충전을 시작하고, 상기 다단계 정전류 충전의 M개의 정전류 단계는 제1 단계로부터 M번째 단계까지 순차로 수행되고, 정전류 단계에서 앞의 정전류 단계에서 그 다음의 정전류 단계로 이전되면 전류 크기가 작아질 수 있다. 배터리 전압이 충전 종료 전압 역치에 도달하는 경우, 정전류 단계의 앞의 정전류 단계는 그 다음의 정전류 단계로 이전된다. 인접하는 2개의 정전류 단계 사이의 전류 변환 과정은 점진적으로 변화하는 것일 수도 있고 단계식으로 비약하는 변화일 수도 있다.

하나의 셀을 포함하는 충전 대상 기기에 있어서, 보다 큰 충전 전류를 사용하여 하나 셀을 충전하는 경우, 충전 대상 기기의 발열 현상이 비교적 심각하다. 충전 대상 기기의 충전 속도를 보장하고 충전 과정에서의 충전 대상 기기의 발열 현상을 완화시키기 위해, 배터리의 구조를 개조하여 직렬되는 복수의 셀을 사용할 수 있고 당해 복수의 셀을 유선 충전할 수 있는바, 즉 어댑터에 의해 출력되는 전압을 복수의 셀을 포함하는 배터리 유닛의 양단에 직접 인가할 수 있다. 하나의 셀 방안에 비하면(즉, 개량 전의 하나의 셀의 용량이 개량 후의 직렬되는 복수의 셀의 전체 용량과 같다고 간주하는 경우), 동일한 충전 속도에 도달하려면 복수의 셀이 필요로 하는 충전 전류는 하나의 셀이 필요로 하는 충전 전류의 약 1/N(N은 직렬되는 셀의 수량)이며, 다시 말해, 동일한 충전 속도를 보장하는 전제 하에, 복수의 셀을 직렬시키는 것은 충전 전류의 크기를 대폭 저감시킬 수 있고, 나아가 충전 과정에서의 충전 대상 기기의 발열량을 감소시킬 수 있다.

도 3은 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기 및 이를 충전하는 관련 어댑터의 개략적인 구조도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(3)는 충전 인터페이스(31), 제1 배터리 유닛(32), 제2 배터리 유닛(32'), 충전 집적 회로(33), 기타 회로(34) 및 충전 회로(35)를 포함한다.

충전 대상 기기(3)는 50W(10V/5A)인 대전력 어댑터(8)를 통해 급속 충전받을 수 있고, 즉, 어댑터(8)는 급속 충전 모드를 적용하여 충전 대상 기기(3)를 충전한다. 어댑터(8)는 정류 회로(81), 필터링 회로(82), 전압 변환 회로(83), 제어 유닛(84) 및 충전 인터페이스(85)를 포함한다. 정류 회로(81)는 입력되는 교류 전기를 직류 전기로 변환하고; 필터링 회로(82)는 정류 회로(81)에 의해 출력되는 직류 전기에 대해 필터링 조작을 하여 안정적인 직류 전기를 제공하고; 전압 변환 회로(83)는 필터링 회로(82)에 의해 출력되는 직류 전기에 대해 전압 변환을 수행하는바, 충전 인터페이스(85)를 통해 이에 연결되는 충전 대상 기기(3)에 적합한 전압의 직류 전기를 제공하며; 제어 유닛(84)은 충전 대상 기기(3)의 피드백을 수신하여 정류 회로(81)에 의해 출력되는 직류 전기의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 제어한다. 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')은 직렬 연결된다. 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')은 예를 들어 모두 하나의 셀을 포함하는 리튬 배터리이다. 충전 회로(35)는 충전 인터페이스(31) 및 직렬되는 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')에 연결되며 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')을 충전한다. 어댑터(8)에 의해 출력되는 전압을 직렬되는 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')의 양단에 직접 인가할 수 있는바, 즉, 충전 회로(35)는 유선 충전 방식을 적용하여 직렬되는 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')을 충전한다. 설명하고자 하는 바는, 충전 회로(35)는 유선 충전 방식을 적용하여 직렬되는 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')을 충전하는데 회로 임피던스는 충전 회로에서의 전압 강하를 유발하므로 충전 회로(35)에 의해 수신되는, 어댑터(8)에 의해 출력되는 출력 전압은 제1 배터리 유닛(32)과 제2 배터리 유닛(32')에 포함되는 복수의 셀의 전체 전압보다 커야 한다. 일반적으로, 하나의 셀의 작동 전압은 3.0V~4.35V이고, 더블 셀의 직렬을 예로 들면, 어댑터(8)의 출력 전압을 10V보다 크거나 같게 설정할 수 있다. 충전 집적 회로(33)는 충전 대상 기기(3) 내부의 기타 회로(34)(예를 들면 CPU 등)에 전기를 공급한다.

급속 충전을 구현하기 위해, 또한 도 4와 도 5에 도시한 바와 같은 고전압-소전류의 급속 충전 기술안을 적용할 수 있다.

도 4는 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(4)는 충전 인터페이스(41), 배터리 유닛(42), 충전 집적 회로(43), 기타 회로(44) 및 스위치드 커패시터 변환 회로(45)를 포함한다.

충전 대상 기기(4)는 예를 들어 최고 출력 전압이 10V이고 하나의 배터리 만을 지원하는 어댑터(9)를 통해 급속 충전받을 수 있다. 스위치드 커패시터 변환 회로(45)는 예를 들어 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터(Switched-capacitor DC-DC Converter)일 수 있다. 스위치드 커패시터 변환 회로(45)는 충전 인터페이스(41) 및 배터리 유닛(42)에 연결되고 충전 인터페이스(41)를 통해 어댑터에 의해 출력되는 전압을 수신하여 배터리 유닛(42)을 충전한다. 배터리 유닛(42)은, 여전히 하나의 리튬 셀을 포함하는 리튬 배터리를 예로 들면, 어댑터의 출력 전압은 10V로서 배터리 유닛(42)의 양단에 직접 인가될 수 없으므로 스위치드 커패시터 변환 회로(45)가 배터리 유닛(42)의 충전 회로로서 어댑터에 의해 출력되는 전압을 강압 처리함으로써 배터리 유닛(42)이 기대하는 충전 전압을 충족시키는 것이 필요하다. 충전 집적 회로(43)는 충전 대상 기기(4) 내부의 기타 회로(44)에 전기를 공급한다.

스위치드 커패시터 변환 회로를 적용하는 충전 대상 기기는 복수의 셀이 직렬되는 배터리를 적용할 수도 있다.

도 5는 일 예시에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(5)는 충전 인터페이스(51), 제1 배터리 유닛(52), 제2 충전 유닛(52'), 충전 집적 회로(53), 기타 회로(54) 및 스위치드 커패시터 변환 회로(55)를 포함한다.

충전 대상 기기(5)는 예를 들어 최고 출력 전압이 20V이고 더블 셀을 지원 가능한 어댑터(9')를 통해 급속 충전될 수 잇다. 스위치드 커패시터 변환 회로(55)는 예를 들어 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터(Switched-capacitor DC-DC Converter)일 수 있다. 스위치드 커패시터 변환 회로(55)는 충전 인터페이스(51) 및 직렬되는 제1 배터리 유닛(52)과 제2 충전 유닛(52')에 연결되고 충전 인터페이스(51)를 통해 어댑터에 의해 출력되는 전압을 수신하여 직렬되는 제1 배터리 유닛(52)과 제2 충전 유닛(52')을 충전한다. 제1 배터리 유닛(52)과 제2 충전 유닛(52')이 모두 하나의 셀을 포함하는 리튬 배터리인 경우를 예로 들면, 어댑터의 출력 전압은 20V로서 제1 배터리 유닛(52)과 제2 충전 유닛(52')의 2개의 셀의 전체 전압보다 크므로 스위치드 커패시터 변환 회로(55)가 어댑터에 의해 출력되는 전압에 대해 강압 처리하는 것이 필요하다. 충전 집적 회로(53)는 충전 대상 기기(5) 내부의 기타 회로(54)에 전기를 공급한다.

아래, 본 개시의 구현 방식에 의해 제공되는 배터리 전기공급 회로, 충전 대상 기기 및 충전 방법에 대해 설명하고자 한다.

도 6은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로의 개략적인 구조도이다.

도 6을 참조하면, 배터리 전기공급 회로(10)는 충전 대상 기기(미도시)에 응용될 수 있는바, 이는 제1 셀(102), 제2 셀(104), 스위치(106), 제1 전환 유닛(108) 및 제2 전환 유닛(110)을 포함한다.

제2 셀(104)의 제1 단부는 제2 전환 유닛(110)의 제1 단부에 연결되고 제2 셀(104)의 제2 단부는 스위치(106)의 제1 단부에 연결되며 제2 전환 유닛(110)의 제2 단부는 스위치(106)의 제2 단부에 연결된다. 제1 셀(102)의 제1 단부는 스위치(106)의 제2 단부에 연결되고 제1 셀(102)의 제2 단부는 제1 전환 유닛(108)의 제1 단부에 연결되며 제1 전환 유닛(108)의 제2 단부는 스위치(106)의 제1 단부에 연결된다. 도 6에서는 제1 셀(102)의 제2 단부가 접지단인 경우를 예로 들며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

스위치(106)가 턴온되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴오프 상태에 있는 경우, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)은 직렬로 연결된다. 스위치(106)가 턴오프되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴온 상태에 있는 경우, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)은 병렬로 연결된다.

도 7은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로 내의 스위치(106)가 턴온되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴오프 상태에 있는 경우의 등가 회로도이다. 도 8은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 배터리 전기공급 회로 내의 스위치(106)가 턴오프되고 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 턴온 상태에 있는 경우의 등가 회로도이다.

일부 실시예에서, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)은 각각 하나의 셀일 수도 있고 각각 직렬되는 복수의 셀일 수도 있다.

일부 실시예에서, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)은 충전 대상 기기에 포함되는 복수의 셀 중의 셀일 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)은 하나의 배터리 유닛에 공동으로 실장될 수 있다. 또는, 2개의 배터리에 실장될 수도 있다.

현재의 충전 대상 기기(또는 충전 대상 기기 내의 디바이스이거나 충전 대상 기기 내의 칩)는 일반적으로 하나의 셀을 적용하여 전기를 공급하는바, 따라서 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 직렬 연결되어 충전하는 경우, 제1 셀(102) 또는 제2 셀(104)을 통해 충전 대상 기기(또는 충전 대상 기기 내의 디바이스이거나 충전 대상 기기 내의 칩)에 전기를 공급한다면 전기를 공급하는 셀은 지속적으로 전기량을 소모하게 되므로 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 사이의 전압 불균등(또는 전압 불일치라고 칭함)이 초래된다. 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 사이의 전압 불균등은 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전체 성능을 저감시키고 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 사용 수명에 영향준다. 또한, 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 사이의 전압 불균등은 복수의 셀의 통일적인 관리가 어려워지게 한다. 따라서, 본 출원의 구현 방식의 전기공급 회로는 또한 균등화 회로, 즉, 제1 전환 유닛(108) 및 제2 전환 유닛(110)를 도입한다.

일부 실시예에서, 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)은 스위칭 트랜지스터(예를 들어 MOS 트랜지스터, CMOS 트랜지스터 등)이다. 충전이 종료될 경우, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전압차가 제1 전압차 역치보다 크다면, 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)은 균등 상태에서 작동하는바, 선형 영역에서 작동하도록 제1 전환 유닛(108) 및 제2 전환 유닛(110) 중의 적어도 하나를 제어하여 전류 제한 저항(도 7의 전류 제한 저항(R1과 R2) 참조)을 제공하는 역할을 발휘함으로써 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전압차을 감소시켜 양자의 전압차가 보다 큰 경우에 발생하는 전류에 의해 배터리가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 균등화를 통해 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전압차가 제2 전압차 역치보다 작아지도록 하는 경우(제2 전압차 역치는 제1 전압차 역치보다 작음), 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)이 완전히 턴온되도록 하여 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 병렬 연결되도록 한다.

본 개시의 구현 방식에 따라 제공되는 배터리 전기공급 회로는 스위치 제어를 통해 충전 대상 기기에서 다양한 충전 연결 방식을 제공할 수 있다. 예를 들어 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 병렬 연결되어 충전될 경우, 이는 도 1에 도시한 바와 같은 일반 충전 방안에 적용될 수도 있고 도 2 또는 도 4에 도시한 바와 같은 급속 충전 방안에 적용될 수도 있다. 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 직렬 연결되어 충전될 경우, 이는 또한, 도 3 또는 도 5에 도시한 바와 같은 급속 충전 방안에 적용될 수도 있다.

도 9는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.

도 9에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(20)는 예를 들어 단말 또는 통신 단말일 수 있고, 당해 단말 또는 통신 단말은, 유선 선로에 의한 연결(예를 들면 공중 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN), 디지털 가입자 회선(Digital Subscriber Line, DSL), 디지털 케이블, 직접적인 케이블에 의한 연결 및/또는 다른 데이터 연결/네트워크), 및/또는 무선 인터페이스(예를 들면 셀룰러 네트워크, 무선 근거리통신망(Wireless Local Area Network, WLAN), 디지털 비디오 방송-핸드헬드(digital video broadcasting-handheld, DVB-H) 네트워크와 같은 디지털 텔레비전 네트워크, 위성 네트워크, 진폭 변조-주파수 변조(Amplitude Modulation-Frequency Modulation, AM-FM) 방송 송신기 및/또는 다른 통신 단말에 대한 무선 인터페이스)에 의해 통신 신호를 수신/송신하는 기기로 설정되는 것을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 여기서, 무선 인터페이스를 통해 통신하 도록 설정되는 단말은 '무선 통신 단말', '무선 단말' 및/또는 '이동 단말'로 지칭될 수 있다. 이동 단말의 예시는, 위성 또는 셀룰러 전화; 셀룰러 무선 전화와 데이터 처리, 팩스 및 데이터 통신 능력을 조합 가능한 개인 휴대 통신 시스템(personal communication system, PCS) 단말; 무선 전화, 무선 호출기, 인터넷/인트라넷의 접속, Web 서버, 노트, 캘린더 및/또는 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system, GPS) 수신기를 포함할 수 있는 개인용 디지털 보조기(personal digital assistant, PDA); 및 통상의 랩톱 및/또는 핸드-헬드 수신기 또는 무선 전화 송수신기를 포함하는 기타의 전자 장치;를 포함하나 이에 한정되지 않는다.

충전 대상 기기(20)는 상술한 도 6에 도시한 바와 같은 배터리 전기공급 회로(10), 충전 인터페이스(202), 제1 충전 회로(206) 및 제2 충전 회로(208)를 포함한다.

설명하고자 하는 바는, 본 출원의 구현 방식은 충전 인터페이스(202)의 유형에 대해 구체적으로 한정하지 않는바, 예를 들어 범용 직렬 버스(universal serial bus, USB) 인터페이스일 수 있는바, USB 인터페이스는 표준 USB 인터페이스일 수도 있고 micro USB 인터페이스일 수도 있고 Type-C 인터페이스일 수도 있다. 제1 충전 회로(206) 및/또는 제2 충전 회로(208)는 USB 인터페이스 내의 전원 케이블을 통해 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전할 수 있는바, USB 인터페이스 내의 전원 케이블은 USB 인터페이스 내의 Vbus 선 및/또는 접지선일 수 있다.

도 10은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(20)가 제1 충전 회로(206)를 통해 제1 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.

도 9와 도 10을 동시 참조하면, 도 10은 도 9에 도시한 바와 같은 스위치(106)가 턴오프될 경우, 충전 대상 기기(20)가 제1 충전 회로(206)를 통해 제1 충전 모드로 충전될 경우의 개략적인 회로도를 도시한다. 제1 충전 모드는 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같은 일반 충전 모드일 수 있다.

제1 충전 회로(206)는 예를 들어 전통적인 충전 회로의 설계 방식을 적용할 수 있는바, 즉, 충전 인터페이스(202)와 제1 셀(102)의 제1 단부 사이에 변환 회로(예를 들어 충전 집적 회로)를 설치하여 병렬의 형식으로 연결되는 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전할 수 있다. 당해 변환 회로는 충전 대상 기기(20)를 충전하는 어댑터(예를 들어 도 1에 도시한 바와 같은 어댑터(6))의 충전 과정에 대해 정전압, 정전류 제어를 수행하고 실제 수요에 따라 어댑터의 출력 전압을 변조할 수 있는바, 예를 들면 강압할 수 있다. 일부 실시예에서, 당해 충전 집적 회로는 예를 들어 Buck 강압 회로일 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 충전 회로(206)는 또한 충전 대상 기기(20)의 기타 회로(204)에 전기를 공급할 수 있는바, 경로 관리 모듈(2062)을 포함할 수 있고, 경로 관리 모듈(2062)은 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 충전 경로 및 기타 회로에 전기를 공급하는 전기 공급 경로를 관리한다.

제1 충전 회로(206)에 의해 제공되는 일반 충전 모드에서, 어댑터는 상대적으로 작은 전류값을 출력하거나, 또는 상대적으로 작은 전력으로 충전 대상 기기(20) 내의, 병렬의 형식으로 연결되는 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전한다.

도 11은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 도 9에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제2 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다. 도 12는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 도 9에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제3 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.

도 9와 도 11을 동시 참조하면, 도 11은 도 9에 도시한 바와 같은 스위치(106)가 턴오프될 경우, 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제2 충전 모드로 충전될 경우의 개략적인 회로도를 도시한다. 제2 충전 모드는 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같은 급속 충전 모드, 즉, 20W(5V/4A)의 대전력 충전 방안일 수 있다. 제2 충전 회로(208)에 의해 제공되는 제2 충전 모드에서, 제2 충전 회로(208)는 도 2에 도시한 바와 같은 유선 충전 방식을 적용하여 병렬 연결되는 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전할 수 있다.

도 9와 도 12를 동시 참조하면, 도 12는 도 9에 도시한 바와 같은 스위치(106)가 턴온될 경우, 충전 대상 기기(20)가 제2 충전 회로(208)를 통해 제3 충전 모드로 충전될 경우의 개략적인 회로도를 도시한다. 제3 충전 모드는 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같은 급속 충전 모드, 즉, 50W(10V/5A)의 대전력 충전 방안일 수 있다. 제2 충전 회로(208)에 의해 제공되는 제3 충전 모드에서, 제2 충전 회로(208)는 도 3에 도시한 바와 같은 유선 충전 방식을 적용하여 직렬 방식으로 연결된 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전할 수 있다.

제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 연결 방식은 예를 들어 스위치나 제어 유닛으로 제어할 수 있다. 당해 스위치 또는 제어 유닛은 실제 수요(예를 들어 연결되는 어댑터의 유형)에 따라 직렬 연결 방식과 병렬 연결 방식 사이에서 유연하게 전환할 수 있다.

또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 제3 충전 모드를 적용하여 제2 충전 회로(208)를 통해 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전하는 경우, 제1 충전 회로(206)는 또한, 어댑터로부터 직접 에너지를 획득하여 충전 대상 기기(20)의 기타 회로(204)에 전기를 공급할 수 있고; 또는, 제1 셀(102)의 +극에 의해 출력되는 전기 에너지는 제1 충전 회로(206)를 통해 기타 회로(204)에 전기를 공급할 수 있다.

유의하여야 할 바는, 회로도를 간략화하기 위해, 도 12에는 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 내의 균등화 회로를 미도시하지만, 당업자라면, 도 12에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(20)에 있어서 직렬 충전이 완료될 경우, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 병렬 연결로 변환되기 전에, 또한, 상술한 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)을 통해 균등화하는 방법에 따라, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전압차가 저감된다는 것을 이해하여야 한다.

도 13은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.

도 13을 참조하면, 도 9에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(20)와 다른 점은, 충전 대상 기기(30)가 제어 유닛(302)을 더 포함하는 것이다.

제어 유닛(302)은 충전 인터페이스(202)에 연결되는 케이블 내의 데이터 케이블을 통해 충전 대상 기기(30)에 충전하는 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터와 충전 대상 기기(30) 사이의 충전 모드를 협상할 수 있다. 또한, 제어 유닛(302)은 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 사이의 연결 방식을 제어할 수도 있는바, 즉, 스위치(106)의 토통과 턴오프 및 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)의 상태 또는 작동 영역을 제어할 수 있다.

충전 인터페이스(202)가 USB 인터페이스인 경우를 예로 들면, 데이터 케이블은 USB 인터페이스 내의 D+ 선 및/또는 D- 선일 수 있다.

설명하고자 하는 바는, 본 개시의 상술한 설명은 어댑터와 제어 유닛(302)의 마스터/슬레이브성을 한정하지 않는바, 다시 말해, 어댑터와 제어 유닛(302) 중의 임의의 일 측은 마스터(master) 기기 측으로서 양방향 통신 세션을 개시할 수 있고, 상응하게, 다른 측은 슬레이브(slave) 기기 측으로서 마스터 기기 측에 의해 시작된 통신에 대해 제1 응답 또는 제1 회답을 할 수 있다. 실행 가능한 방식으로, 통신 과정에서, 대지에 대한 어댑터 측 및 충전 대상 기기 측의 전기 레벨의 높고낮음에 따라 마스터 기기와 슬레이브 기기의 신분을 결정할 수 있다.

본 개시는 어댑터와 제어 유닛(302) 사이의 양방향 통신의 구체적인 구현 방식에 대해 한정하지 않는 것으로, 즉, 어댑터와 제어 유닛(302) 중의 임의의 일 측은 마스터 기기 측으로서 통신 세션을 개시할 수 있고, 상응하게, 다른 측은 슬레이브 기기 측으로서 마스터 기기 측에 의해 시작된 통신 세션에 대해 제1 응답 또는 제1 회답을 할 수 있으며, 동시에, 마스터 기기 측은 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답에 대해 제2 응답을 할 수 있는바, 즉, 이를 마스터 기기와 슬레이브 기기가 1회의 충전 모드 협상 과정을 완료한 것으로 간주할 수 있다(또는 마스터 기기와 슬레이브 기기가 1회의 '양방향 통신' 과정을 완료한 것으로 지칭할 수 있다). 실행 가능한 구현 방식으로, 마스터 기기와 슬레이브 기기는 복수 회의 충전 모드 협상이 완료된 후에 마스터 기기와 슬레이브 기기 측 사이의 충전 조작을 수행할 수 있는바, 이로써 협상된 충전 과정이 안전하고 신뢰성 있게 수행되도록 확보할 수 있다.

마스터 기기 측으로서 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답에 따라 제2 응답을 할 수 있는 방식은 다음과 같을 수 있다. 마스터 기기 측은 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답을 수신 가능하고, 수신된 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 회답에 따라 상응한 제2 응답을 할 수 있다. 예를 들면, 마스터 기기 측이 미리 설정되는 시간 내에 상기 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답을 수신하는 경우, 마스터 기기 측은 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 회답에 대해 상응한 제2 응답을 하는바, 구체적으로 다음과 같다. 마스터 기기 측과 슬레이브 기기 측이 1회의 충전 모드 협상을 완료하고, 마스터 기기 측과 슬레이브 기기 측은 협상 결과에 따라 제1 충전 모드 또는 제2 충전 모드로 충전 조작을 수행하는바, 즉, 어댑터가 협상 결과에 따라 제1 충전 모드 또는 제2 충전 모드에서 작동하여 충전 대상 기기를 충전한다.

마스터 기기 측으로서 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답에 따라 더 나아간 제2 응답을 할 수 있는 방식은 또한 다음과 같을 수 있다. 마스터 기기 측이 미리 설정되는 시간 내에 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답을 수신하지 않았을 경우에도 마스터 기기 측은 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 회답에 대해 상응한 제2 응답을 한다. 예를 들면, 마스터 기기 측이 미리 설정되는 시간 내에 상기 통신 세션에 대한 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 회답을 수신하지 않았을 경우에도 마스터 기기 측은 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 회답에 대해 상응한 제2 응답을 하는 과정은, 구체적으로 다음과 같다. 마스터 기기 측과 슬레이브 기기 측이 1회의 충전 모드 협상을 완료하고, 마스터 기기 측과 슬레이브 기기 측은 제1 충전 모드로 충전 조작을 수행하는바, 즉, 어댑터가 제1 충전 모드에서 작동하여 충전 대상 기기를 충전한다.

충전 대상 기기(30)가 마스터 기기로서 통신 세션을 개시하는 경우, 어댑터가 슬레이브 기기로서 마스터 기기 측에 의해 시작된 통신 세션에 대해 제1 응답 또는 제1 회답을 한 후에 충전 대상 기기(30)가 어댑터의 제1 응답 또는 제1 회답에 대해 상응한 제2 응답을 할 필요가 없는바, 즉, 어댑터와 충전 대상 기기(30)가 1회의 충전 모드 협상 과정을 완료한 것으로 간주할 수 있고, 따라서 협상 결과에 따라 제1 충전 회로(206) 또는 제2 충전 회로(208)에 의해 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전할 데 대해 결정할 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 유닛(302)이 데이터 케이블을 통해 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터와 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 제어 유닛(302)이 어댑터에 의해 송신되는 제1 명령을 수신하는 것 - 제1 명령은 충전 대상 기기(30)에 제3 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 제어 유닛(302)이 어댑터에 제1 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 제1 명령의 회답 명령은 충전 대상 기기(30)가 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 및 충전 대상 기기(30)가 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 제어 유닛(302)은 또한, 제2 충전 회로(208)를 통해 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 충전하도록 어댑터를 제어하고, 직렬 방식으로 연결되도록 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 제어하며, 어댑터에 연결되도록 제1 충전 회로(206)를 제어함으로써, 제1 충전 회로(206)가 충전 대상 기기(30)의 기타 회로에 전기를 공급하는 경우에 어댑터로부터 에너지를 획득하도록 하는 것; 을 포함한다.

일부 실시예에서, 제어 유닛(302)이 데이터 케이블을 통해 어댑터와 양방향 통신함으로써, 어댑터와 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 제어 유닛(302)이 어댑터에 의해 송신되는 제2 명령을 수신하는 것 - 제2 명령은 충전 대상 기기에 제2 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 제어 유닛(302)이 어댑터에 제2 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 제2 명령의 회답 명령은 충전 대상 기기(30)가 제2 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 및 충전 대상 기기(30)가 제2 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 제어 유닛(302)은 또한, 제2 충전 회로(208)를 통해 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 충전하도록 어댑터를 제어하고, 병렬 방식으로 연결되도록 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 제어하는 것; 을 포함한다.

일부 실시예에서, 제어 유닛(302)이 데이터 케이블을 통해 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터와 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 제1 명령과 제1 명령의 회답 명령 및 제2 명령과 제2 명령의 회답 명령에 따라 충전 대상 기기(30)가 제2 충전 모드를 충전하는 것에 대해 동의하지 않을 뿐만아니라 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 대해서도 동의하지 않는 경우, 제어 유닛(302)은 또한, 제1 충전 회로(206)를 통해 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 충전하도록 어댑터를 제어하고, 병렬 방식으로 연결되도록 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 제어하는 것을 포함한다.

도 14는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 또 다른 충전 대상 기기의 개략적인 구조도이다.

도 14를 참조하면, 충전 대상 기기(40)는 상술한 도 6에 도시한 바와 같은 배터리 전기공급 회로(10), 충전 인터페이스(202), 제1 충전 회로(206) 및 제3 충전 회로(402)를 포함한다.

도 15는 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제4 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다. 도 16은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제5 충전 모드로 충전되는 개략적인 회로도이다.

도 14와 도 15를 동시 참조하면, 도 15는 도 14에 도시한 바와 같은 스위치(106)가 턴오프될 경우, 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제4 충전 모드로 충전될 경우의 개략적인 회로도를 도시한다. 제4 충전 모드는 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 급속 충전 모드, 즉, 어댑터의 출력 전압이 10V인 대전력 충전 방안일 수 있다. 제3 충전 회로(402)에 의해 제공되는 제4 충전 모드에서, 제3 충전 회로(402)는 예를 들어 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터를 포함하고, 도 4와 같은 충전 방식을 적용하여 병렬 연결되는 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전한다.

도 14와 도 16을 동시 참조하면, 도 16은 도 14에 도시한 바와 같이 스위치(106)가 닫히어 연결될 경우, 충전 대상 기기(40)가 제3 충전 회로(402)를 통해 제5 충전 모드로 충전될 경우의 개략적인 회로도를 도시한다. 제5 충전 모드는 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같은 급속 충전 모드, 즉, 어댑터의 출력 전압이 20V인 대전력 충전 방안일 수 있다. 제3 충전 회로(402)에 의해 제공되는 제5 충전 모드에서, 제3 충전 회로(402)는 예를 들어 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터를 포함하고, 도 5에 도시한 바와 같은 충전 방식을 적용하여 직렬 방식으로 연결된 제1 셀(102)과 제2 셀(104)을 충전한다.

유의하여야 할 바는, 회로도를 간략화하기 위해, 도 16에는 제1 셀(102)과 제2 셀(104) 내의 균등화 회로를 미도시하였지만, 당업자라면, 도 16에 도시한 바와 같은 충전 대상 기기(40)에 있어서 직렬 충전이 완료될 경우, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)이 병렬 연결로 변환되기 전에, 또한, 상술한 제1 전환 유닛(108)과 제2 전환 유닛(110)을 통해 균등화하는 방법에 따라, 제1 셀(102)과 제2 셀(104)의 전압차가 저감된다는 것을 이해하여야 한다.

일부 실시예에서, 충전 대상 기기(40)는 제어 유닛(302')을 더 포함하는바, 제어 유닛(302')이 데이터 케이블을 통해 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터와 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 제어 유닛(302')이 어댑터에 의해 송신되는 제3 명령을 수신하는 것 - 제3 명령은 충전 대상 기기(30)에 제5 충전 모드를 턴온할 지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 제어 유닛(302')이 어댑터에 제3 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 제3 명령의 회답 명령은 충전 대상 기기(30)가 제5 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 및 충전 대상 기기(30)가 제5 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 제어 유닛(302')은 또한, 스위치드 커패시터 컨버터(402)를 통해 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 충전하도록 어댑터를 제어하고 직렬 방식으로 연결되도록 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 제어하는 것; 을 포함한다.

일부 실시예에서, 제어 유닛(302')이 데이터 케이블을 통해 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터와 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 제어 유닛(302')이 어댑터에 의해 송신되는 제4 명령을 수신하는 것 - 제4 명령은 충전 대상 기기(30)에 제4 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 제어 유닛(302')이 어댑터에 제4 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 제4 명령의 회답 명령은 충전 대상 기기(30)가 제4 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 및 충전 대상 기기(30)가 제4 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 제어 유닛(302')은 또한, 스위치드 커패시터 컨버터(402)를 통해 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 충전하도록 어댑터를 제어하고, 병렬 방식으로 연결되도록 제1 셀(102) 및 제2 셀(104)을 제어하는 것; 을 포함한다.

본 개시의 구현 방식에 따라 제공되는 충전 대상 기기는, 다양한 충전 방안이 호환 가능한 배터리 전기공급 회로를 제공할 수 있는바, 예를 들어 일반 충전 모드 및 급속 충전 모드가 호환 가능하고, 급속 충전 모드에 있어서는 또한 나아가 더 플래시 충전 모드(상술한 바와 같은 제2 충전 모드) 및 슈터 플래시 충전 모드(상술한 바와 같은 제3 충전 모드)가 호환 가능하다. 충전 대상 기기의 부동한 충전 모드에 있어서, 전기 공급 시, 2개의 배터리가 병렬되는 방식을 사용하여 전기를 공급할 수도 있고 또는 충전 집적 회로를 통하여 전기를 공급할 수도 있는바, 이러한 전기 공급 방식은 전력 변환에 따른 손실이 없고 충전 대상 기기의 지속 성능을 나아가 더 향상시킬 수 있다. 또한, 충전 대상 기기와 어댑터의 양방향 통신에 의해 어댑터의 유형에 따라 부동한 충전 모드에로의 자동 전환이 가능한바, 이는 사용자의 사용 느낌을 향상시킬 수 있다.

유의하여야 할 바는, 상술한 첨부 도면에 도시한 바와 같은 블록도는 기능적인 개체(entity)인바 물리적으로 또는 논리적으로 독립되는 개체에 반드시 대응되어야 하는 것이 아니다. 이러한 기능적 개체는 소프트웨어의 형식을 적용하여 구현할 수도 있고 하나 또는 복수의 하드웨어 모듈 또는 집적 회로에서 구현할 수도 있고 부동한 네트워크, 프로세서 장치 및/또는 마이크로제어기 장치에서 구현할 수도 있다.

아래는 본 개시의 방법 실시예이다. 본 개시의 방법 실시예에서 기재하지 않은 디테일은 본 개시의 장치 실시예를 참조할 수 있다.

도 17은 하나의 예시적인 구현 방식에 따라 도시한 충전 제어 방법의 흐름도이다. 당해 충전 방법은 충전 대상 기기를 충전하는바, 당해 충전 대상 기기는 충전 인터페이스 및 상술한 전기공급 회로(20, 30 또는 40 중의 어느 하나)를 포함한다.

도 17을 참조하면, 충전 제어 방법(50)은 다음의 단계를 포함한다.

단계S502에서, 제1 제어 명령이 수신될 경우, 상기 전기공급 회로 내의 스위치를 턴온시키고 상기 전기공급 회로 내의 제1 전환 유닛과 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있도록 함으로써 상기 전기공급 회로 내의 제1 셀과 제2 셀이 직렬 연결되도록 한다.

단계S504에서, 제2 제어 명령이 수신될 경우, 상기 스위치를 턴오프시키고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛을 턴온 상태에 있도록 함으로써 상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 병렬 연결되도록 한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 병렬 연결되어 충전될 경우, 충전 종료 후, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제1 전압차 역치보다 큰지 여부를 결정하는 단계; 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 상기 제1 전압차 역치보다 크다고 결정될 경우, 선형 영역에서 작동하도록 상기 제1 전환 유닛 및 상기 제2 전환 유닛 중의 적어도 하나를 제어함으로써 상기 제1 셀 및 상기 제2 셀 중의 적어도 하나에 전류 제한 저항(current limiting resistance)을 제공하는 단계; 및 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제2 전압차 역치보다 작다고 결정될 경우, 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛을 턴온 상태에서 작동하도록 제어하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 제2 전압차 역치는 상기 제1 전압차 역치보다 작다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 인터페이스를 통해 어댑터의 출력 전압과 출력 전류를 수신하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 충전 대상 기기는 충전 집적 회로를 더 포함하고, 상기 방법은 상기 충전 집적 회로를 통해 상기 배터리 전기공급 회로가 상기 충전 대상 기기의 기타 회로에 전기를 공급하도록 하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 집적 회로를 통해 상기 출력 전압을 변환하고, 상기 변환된 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하거나, 또는 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 충전 집적 회로를 통해 상기 제1 셀의 전압을 사용하여 상기 기타 회로에 전기를 공급하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 충전 집적 회로를 통해 상기 어댑터로부터 에너지를 획득하여 상기 기타 회로를 충전하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 어댑터는 제1 충전 모드, 제2 충전 모드 및 제3 충전 모드를 지원하고; 상기 제1 충전 모드에서, 상기 충전 집적 회로를 통해 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하고; 상기 제2 충전 모드에서, 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하고; 상기 제3 충전 모드에서, 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가한다.

일부 실시예에서, 상기 충전 인터페이스는 데이터 케이블을 더 포함하고, 상기 방법은, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계는, 상기 어댑터에 의해 송신되는 제1 명령을 수신하는 단계 - 상기 제1 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제3 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및 상기 어댑터에 상기 제1 명령의 회답 명령을 송신하는 단계 - 상기 제1 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ;를 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 대상 기기가 상기 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 상기 제1 제어 명령을 송신하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계는, 상기 어댑터에 의해 송신되는 제2 명령을 수신하는 단계 - 상기 제2 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제2 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및 상기 어댑터에 상기 제2 명령의 회답 명령을 송신하는 단계 - 상기 제2 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제2 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ;를 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 대상 기기가 상기 제2 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 상기 제2 제어 명령을 송신하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 충전 대상 기기는 스위치드 커패시터 컨버터를 더 포함하고; 상기 방법은, 상기 스위치드 커패시터 컨버터를 통해 상기 출력 전압을 변환하고, 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하거나, 또는 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 스위치드 커패시터 컨버터가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 충전 집적 회로를 통해 상기 제1 셀의 전압을 사용하여 상기 기타 회로를 충전하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 스위치드 커패시터 컨버터가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 어댑터로부터 에너지를 획득하여 상기 기타 회로를 충전하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 어댑터는 제4 충전 모드와 제5 충전 모드를 지원하고; 상기 제4 충전 모드에서, 상기 스위치드 커패시터 컨버터를 통해 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하고; 상기 제5 충전 모드에서, 상기 스위치드 커패시터 컨버터를 통해 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가한다.

일부 실시예에서, 상기 충전 인터페이스는 데이터 케이블을 포함하고; 상기 방법은, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계는, 상기 어댑터에 의해 송신되는 제3 명령을 수신하는 단계 - 상기 제3 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제5 충전 모드를 턴온할 지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및 상기 어댑터에 상기 제3 명령의 회답 명령을 송신하는 단계 - 상기 제3 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제5 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ;를 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 대상 기기가 상기 제5 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 상기 제1 제어 명령을 송신하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 단계는, 상기 어댑터에 의해 송신되는 제4 명령을 수신하는 단계 - 상기 제4 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제4 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및 상기 어댑터에 상기 제4 명령의 회답 명령을 송신하는 단계 - 상기 제4 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제4 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ;를 포함한다.

일부 실시예에서, 충전 제어 방법(50)은, 상기 충전 대상 기기가 상기 제4 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는 경우, 상기 제2 제어 명령을 송신하는 단계를 더 포함한다.

본 개시의 구현 방식에 따라 제공되는 충전 제어 방법은, 다양한 충전 방안에 적용 가능한 배터리 전기공급 회로를 제공하는 충전 대상 기기에 대한 충전 제어를 수행할 수 있고, 어댑터와의 양방향 통신에 의해 어댑터의 유형에 따라 부동한 충전 모드로 전환되므로 사용자의 사용 느낌을 향상시킨다.

상술한 첨부 도면은 본 개시의 예시적인 구현 방식에 따른 방법에 포함되는 처리에 대한 개략적인 설명일 뿐, 한정의 목적을 위한 것이 아님을 유의하여야 한다. 상술한 첨부 도면에 도시한 바와 같은 처리는 이러한 처리의 시간 순서를 나타내거나 한정하고자 하는 것이 아님을 쉽게 이해할 수가 있다. 또한, 이러한 처리는 예를 들어 복수의 모듈에서 동기화로 또는 비동기화로 수행될 수 있다는 것 역시 쉽게 이해할 수가 있다.

위에서는 본 개시의 예시적인 구현 방식에 대해 구체적으로 설명하고 도시하였다. 본 개시는 여기서 설명하는 상세한 구조, 설정 방식 또는 구현 방법에 한정되지 않으며, 반대로, 본 개시의 의도는 첨부되는 청구항의 사상과 범위 내의 다양한 수정과 등가 설정을 망라하고 포함한다는 것을 이해할 수 있어야 한다.

Claims (43)

1. 배터리 전기공급 회로에 있어서,
   제1 셀, 제2 셀, 스위치, 제1 전환 유닛 및 제2 전환 유닛을 포함하고;
   상기 제2 셀의 제1 단부가 상기 제2 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되며; 상기 제1 셀의 제1 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되고, 상기 제1 셀의 제2 단부가 상기 제1 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제1 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되며;
   상기 스위치가 턴온되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 직렬 연결되고; 상기 스위치가 턴오프되고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛이 턴온 상태에 있는 경우, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 병렬 연결되고,
   상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 직렬 연결되어 충전될 경우, 충전 종료 후, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제1 전압차 역치보다 크다면, 선형 영역에서 작동하도록 상기 제1 전환 유닛 및 상기 제2 전환 유닛 중의 적어도 하나가 제어됨으로써 상기 제1 셀 및 상기 제2 셀 중의 적어도 하나에 전류 제한 저항을 제공하고; 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제2 전압차 역치보다 작다면, 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛은 또한, 턴온 상태에서 작동하도록 제어되고;
   상기 제2 전압차 역치는 상기 제1 전압차 역치보다 작은,
   것을 특징으로 하는 배터리 전기공급 회로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛은 스위칭 트랜지스터인,
   것을 특징으로 하는 배터리 전기공급 회로.
3. 삭제
4. 충전 대상 기기에 있어서,
   배터리 전기공급 회로 및 충전 인터페이스를 포함하고;
   상기 배터리 전기공급 회로는 제1 셀, 제2 셀, 스위치, 제1 전환 유닛 및 제2 전환 유닛을 포함하고;
   상기 제2 셀의 제1 단부가 상기 제2 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되며; 상기 제1 셀의 제1 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되고, 상기 제1 셀의 제2 단부가 상기 제1 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제1 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되며;
   상기 충전 대상 기기는 상기 충전 인터페이스를 통해 어댑터의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고,
   상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 직렬 연결되어 충전될 경우, 충전 종료 후, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제1 전압차 역치보다 크다면, 선형 영역에서 작동하도록 상기 제1 전환 유닛 및 상기 제2 전환 유닛 중의 적어도 하나가 제어됨으로써 상기 제1 셀 및 상기 제2 셀 중의 적어도 하나에 전류 제한 저항을 제공하고; 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제2 전압차 역치보다 작다면, 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛은 또한, 턴온 상태에서 작동하도록 제어되고;
   상기 제2 전압차 역치는 상기 제1 전압차 역치보다 작은,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 충전 대상 기기는 제1 충전 회로를 더 포함하고,
   상기 제1 충전 회로는,
   상기 배터리 전기공급 회로와 상기 충전 대상 기기의 기타 회로 사이에 연결되어, 상기 배터리 전기공급 회로가 상기 충전 대상 기기의 기타 회로에 전기를 공급하도록 하는 충전 집적 회로를 포함하고,
   상기 제1 충전 회로는 또한,
   상기 충전 인터페이스와 상기 배터리 전기공급 회로 사이에 연결되고, 상기 출력 전압을 변환하여 상기 변환된 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하며,
   상기 충전 집적 회로는,
   상기 배터리 전기공급 회로 내의 제1 셀과 제2 셀의 충전 경로 및 상기 기타 회로에 전기를 공급하는 전기 공급 경로를 관리하는 경로 관리 모듈을 포함하는,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 충전 대상 기기는,
   상기 충전 인터페이스와 상기 배터리 전기공급 회로 사이에 연결되는 제2 충전 회로를 더 포함하고;
   상기 제2 충전 회로는,
   상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하거나, 또는 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하고,
   상기 제2 충전 회로가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 제1 충전 회로는 상기 제1 셀에 연결되고, 상기 제1 셀 양단의 전압에 의해 상기 기타 회로에 전기를 공급하고,
   상기 제2 충전 회로가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 제1 충전 회로는 또한 상기 어댑터에 연결됨으로써, 상기 어댑터로부터 에너지를 획득하여 상기 기타 회로를 충전하는,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 어댑터는 제1 충전 모드, 제2 충전 모드 및 제3 충전 모드를 지원하고;
   상기 제1 충전 모드에서, 상기 제1 충전 회로는 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하고;
   상기 제2 충전 모드에서, 상기 제2 충전 회로는 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하고;
   상기 제3 충전 모드에서, 상기 제2 충전 회로는 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하는,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 충전 인터페이스는 데이터 케이블을 포함하고;
   상기 충전 대상 기기는,
   상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 제어 유닛을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛이 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은,
   상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 의해 송신된 제1 명령을 수신하는 것 - 상기 제1 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제3 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및
   상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 상기 제1 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 상기 제1 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제3 충전 모드를 턴온하는 것에 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ;을 포함하는,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어 유닛이 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은,
   상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 의해 송신된 제2 명령을 수신하는 것 - 상기 제2 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제2 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및
   상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 상기 제2 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 상기 제2 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제2 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 을 포함하는,
   것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
10. 제5항에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는 제3 충전 회로를 더 포함하고,
    상기 제3 충전 회로는 스위치드 커패시터 컨버터를 포함하며;
    상기 제3 충전 회로는,
    상기 충전 인터페이스와 상기 배터리 전기공급 회로 사이에 연결되고, 상기 스위치드 커패시터 컨버터를 통해 상기 출력 전압을 변환하고, 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하거나, 또는 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 직접 인가하고,
    상기 제3 충전 회로가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 제1 충전 회로는 상기 제1 셀에 연결되고, 상기 제1 셀의 전압으로 상기 기타 회로를 충전하고,
    상기 제3 충전 회로가 상기 출력 전압과 상기 출력 전류를 직렬 방식으로 연결된 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 양단에 직접 인가하는 경우, 상기 제1 충전 회로는 또한 상기 어댑터에 연결됨으로써 상기 어댑터로부터 에너지를 획득하여 상기 기타 회로를 충전하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 어댑터는 제4 충전 모드와 제5 충전 모드를 지원하고;
    상기 제4 충전 모드에서, 상기 제3 충전 회로가 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 병렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하고;
    상기 제5 충전 모드에서, 상기 제3 충전 회로가 이에 의해 변환된 상기 출력 전압을 상기 배터리 전기공급 회로 내의 직렬 방식으로 연결된 제1 셀과 제2 셀의 양단에 인가하고,
    상기 충전 인터페이스는 데이터 케이블을 포함하고;
    상기 충전 대상 기기는 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛이 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛이 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은,
    상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 의해 송신된 제3 명령을 수신하는 것 - 상기 제3 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제5 충전 모드를 턴온할 지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및
    상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 상기 제3 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 상기 제3 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제5 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛이 상기 데이터 케이블을 통해 상기 어댑터와 양방향 통신함으로써 상기 어댑터와 상기 충전 대상 기기 사이의 충전 모드를 협상하는 것은,
    상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 의해 송신된 제4 명령을 수신하는 것 - 상기 제4 명령은 상기 충전 대상 기기에 상기 제4 충전 모드를 턴온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 및
    상기 제어 유닛이 상기 어댑터에 상기 제4 명령의 회답 명령을 송신하는 것 - 상기 제4 명령의 회답 명령은 상기 충전 대상 기기가 상기 제4 충전 모드를 턴온하는 것에 대해 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
14. 충전 대상 기기를 충전하기 위한 충전 제어 방법에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는 배터리 전기공급 회로 및 충전 인터페이스를 포함하고;
    상기 배터리 전기공급 회로는 제1 셀, 제2 셀, 스위치, 제1 전환 유닛 및 제2 전환 유닛을 포함하고;
    상기 제2 셀의 제1 단부가 상기 제2 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 셀의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되고, 상기 제2 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되며; 상기 제1 셀의 제1 단부가 상기 스위치의 제2 단부에 연결되고, 상기 제1 셀의 제2 단부가 상기 제1 전환 유닛의 제1 단부에 연결되고, 상기 제1 전환 유닛의 제2 단부가 상기 스위치의 제1 단부에 연결되며;
    상기 방법은,
    제1 제어 명령이 수신될 경우, 상기 전기공급 회로 내의 스위치를 턴온시키고 상기 전기공급 회로 내의 제1 전환 유닛과 제2 전환 유닛이 턴오프 상태에 있도록 함으로써 상기 전기공급 회로 내의 제1 셀과 제2 셀이 직렬 연결되도록 하는 단계; 및
    제2 제어 명령이 수신될 경우, 상기 스위치를 턴오프시키고 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛을 턴온 상태에 있도록 함으로써 상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 병렬 연결되도록 하는 단계; 를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제1 셀과 상기 제2 셀이 병렬 연결되어 충전될 경우, 충전 종료 후, 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제1 전압차 역치보다 큰지 여부를 결정하는 단계;
    상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제1 전압차 역치보다 크다고 결정된 경우, 선형 영역에서 작동하도록 상기 제1 전환 유닛 및 상기 제2 전환 유닛 중의 적어도 하나를 제어함으로써, 상기 제1 셀 및 상기 제2 셀 중의 적어도 하나에 전류 제한 저항을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 전압차가 제2 전압차 역치보다 작다고 결정된 경우, 상기 제1 전환 유닛과 상기 제2 전환 유닛을 턴온 상태에서 작동하도록 제어하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제2 전압차 역치는 상기 제1 전압차 역치보다 작은,
    것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
    
    
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
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