KR20220130396A - 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법 및 그 전력 전송 장치 - Google Patents
복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법 및 그 전력 전송 장치 Download PDFInfo
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Abstract
복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송(power-delivery) 장치에 있어서, AC/DC 컨버터; 제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력을 가지는 복수 개의 DC/DC 컨버터; 및 상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함하고, 상기 메인 제어 회로는: 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하고, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경되는, 전력 전송 장치가 개시된다. 이 외에도 본 문서를 통해 파악되는 다양한 실시 예들이 가능하다.
Description
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 복수 개의 전력 공급 인터페이스(또는 전력 공급 포트, 전력 공급 단자)를 포함하는 전력 전송 장치에 관한 것으로, 전력 전송 장치의 출력 전력을 제어하는 방법에 관한 것이다.
전기전자 분야와 관련된 기술의 발전과 정보통신 매체의 다양한 보급으로 인하여 노트북, 스마트 폰, 웨어러블 전자 장치, 디지털카메라 등 각종 휴대용 전자 장치의 이용이 급격히 증가하고 있으며, 이러한 전자 장치의 이용에 있어서 배터리 충전은 필수적이다.
최근에는 데이터 선을 이용한 전력 공급 기술로서 유니버설 시리얼 버스(universal serial bus, USB) 인터페이스를 이용한 전력 충전 기술이 다양한 전력 전송 장치(또는 어댑터)에 적용되고 있다. 이는, 데이터 통신과 충전을 하나의 포트를 통해 수행하도록 인터페이스를 하나로 통합한 기술이다.
특히, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(예: USB 인터페이스)를 포함하는 전력 공급 장치의 경우, 한번에 복수 개의 외부 전자 장치를 충전할 수 있는 이점이 있어 보급률이 점점 높아지고 있다.
복수 개의 전력 공급 포트(예: USB 인터페이스)를 포함하는 전력 공급 장치는 전력 공급 포트에서 출력가능한 최대 전력에 따라 전력 공급 장치의 크기 및 내부에 포함된 소자(예: AC/DC 컨버터, DC/DC 컨버터, 인덕터)의 설계가 달라질 수 있다. 종래의 복수 개의 전력 공급 포트를 포함하는 전력 공급 장치의 경우, 재료비 절감을 위하여 하나의 특정 전력 공급 포트에서만 최대 출력 전력이 공급 가능하고, 나머지 전력 공급 포트에서는 이보다 작은 기 설정된 전력만 출력되도록 설계되었다.
이에 따라, 최대 출력 전력을 지원하는 특정 전력 공급 포트에 이미 외부 장치가 연결되어 있을 경우, 사용자는 최대 출력 전력으로 다른 외부 장치를 충전하기 위해서는 기존의 외부 장치에 연결된 포트를 다른 전력 공급 포트로 변경해야만 하는 불편함이 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들은, 복수 개의 전력 공급 포트를 포함하는 전력 전송 장치의 크기 증가 또는 재료비 상승 없이, 전력 전송 장치의 모든 전력 공급 포트에서 최대 전력을 공급하는 방법 및/또는 회로를 제안한다.
일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치는, AC/DC 컨버터; 제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력을 가지는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 각각 대응함; 및 상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함할 수 있고, 상기 메인 제어 회로는: 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고, 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있고, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경될 할 수 있다.
일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법은, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하는 동작; 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 전력 전송 장치의 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하는 동작, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 제1 전압 및 제1 전류의 상기 제1 출력 전력을 가짐; 및 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 전력 전송 장치의 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 포함할 수 있고, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 회로는, AC/DC 컨버터; PWM(pulse width modulation) 신호를 출력하는 PWM 제어 회로, 상기 PWM 신호에 의해 제어되는 두 개의 스위치 소자, 및 인덕터를 포함하는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치로 제1 출력 전력을 출력하도록 설계됨; 및 상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함할 수 있고, 상기 메인 제어 회로는: 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고, 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터의 전력 공급 인터페이스에서 상기 제2 출력 전력을 출력하도록 상기 특정 DC/DC 컨버터 및 상기 AC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치는, 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보에 기반하여, DC/DC 컨버터에 포함된 스위치 소자의 동작을 제어함으로써, 크기가 작고 제조 비용이 저렴하면서도 모든 전력 공급 인터페이스에서 최대 전력이 출력 가능한 멀티 포트 전력 전송 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전력 전송 장치에 포함된 모든 DC/DC 컨버터에서 최대로 출력 가능한 전력은, 전력 전송 장치의 기 설정된 최대 출력 전력 값과 동일한 값으로 설계될 수 있고, 각각의 DC/DC 컨버터는 연결된 외부 장치에 따라서 출력 전력을 변경할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치 및 전력 전송 장치로부터 전력을 공급받는 외부 장치를 도시하는 예시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3a는 비교 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 공급 인터페이스 별 출력 전력을 설명하는 예시도이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 공급 인터페이스 별 출력 전력을 설명하는 예시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 특정 DC/DC 컨버터의 전력 공급 인터페이스에서 제2 출력 전력을 출력하도록 특정 DC/DC 컨버터 및 AC/DC 컨버터를 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 DC/DC 컨버터의 스위칭 동작 및 바이패스 동작에 따른 손실 량을 비교하는 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 전송 회로를 설명하는 예시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치에 연결된 외부 장치의 연결 상태에 따라 AC/DC 컨버터 및 복수 개의 DC/DC 컨버터에서 출력하는 전력을 비교하는 그래프이다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3a는 비교 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 공급 인터페이스 별 출력 전력을 설명하는 예시도이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 공급 인터페이스 별 출력 전력을 설명하는 예시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 특정 DC/DC 컨버터의 전력 공급 인터페이스에서 제2 출력 전력을 출력하도록 특정 DC/DC 컨버터 및 AC/DC 컨버터를 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 DC/DC 컨버터의 스위칭 동작 및 바이패스 동작에 따른 손실 량을 비교하는 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치의 전력 전송 회로를 설명하는 예시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치에 연결된 외부 장치의 연결 상태에 따라 AC/DC 컨버터 및 복수 개의 DC/DC 컨버터에서 출력하는 전력을 비교하는 그래프이다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들이 설명된다. 설명의 편의를 위하여 도면에 도시된 구성요소들은 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있으며, 본 발명이 반드시 도시된 바에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(100) 및 전력 전송 장치(100)로부터 전력을 공급받는 외부 장치(200)를 도시하는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(100)는 하우징의 일 측에 복수 개의 전력 공급 포트(101)를 포함할 수 있고, 각각의 전력 공급 포트(101)에 연결된 외부 장치(200)로 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(100)는 배치된 복수 개의 전력 공급 포트(101)를 이용하여, 한번에 여러 개의 외부 장치(200)에게 전력을 전달할 수 있고, 연결된 외부 장치(200)에서 요구하는 전력에 따라서 전력 공급 포트(101)의 출력 전력을 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(100)는 하우징 내부에 배터리를 포함할 수 있고, 배터리는 외부 전원에 의해 충전될 수 있다. 전력 전송 장치(100)는 배터리에 충전된 전원 또는 외부 전원을 이용하여 전력 공급 포트(101)에 연결된 외부 장치(200)로 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 전력 전송 장치(100)의 배터리는 방전되고 외부 장치(200)의 배터리는 충전될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(100)에 포함된 전력 공급 포트(101)는 유니버설 시리얼 버스(universal serial bus, USB) 인터페이스를 이용할 수 있다. 전력 전송 장치(100)는 전력 공급 포트(101)를 통해 충전 대상 장치인 외부 장치(200)의 USB 커넥터와 연결될 수 있다. 전력 공급 포트(101)는, 예를 들면, 데이터 선을 이용한 전력 공급 기술로서 USB PD(power delivery) 기술을 이용할 수 있다. USB 포트(또는 USB 인터페이스)는, 예를 들면, USB type-A, USB type-B, USB type-C, USB mini-A, USB mini-B, USB micro-A, 및/또는 USB micro-B 중 적어도 하나의 유형으로 구현될 수 있다. 상술한 USB 인터페이스 유형에 따라 전력 공급 포트(101)의 형태가 상이할 수 있고, 데이터 또는 전력 전송 속도가 상이할 수 있다. 다만, 전력 공급 포트(101)는 상술한 유형에 제한되지 않으며 전력을 전달하는 다양한 유형의 인터페이스가 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(100)에 포함된 복수 개의 전력 공급 포트(101)는 모두 동일한 유형의 USB 인터페이스가 적용될 수 있고, 또는 두 개 이상의 유형의 USB 인터페이스가 혼합되어 적용될 수도 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)를 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전력 전송 장치(300)(예: 도 1의 전력 전송 장치(100))는 내부 공간에 배치되는 다수의 전자 부품들(또는 소자들)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)는 AC/DC 컨버터(310), DC/DC 컨버터(320), 메인 제어 회로(330), 및/또는 전력 공급 인터페이스(340)를 포함할 수 있고, DC/DC 컨버터(320)는 PWM(pulse width modulation) 제어 회로(321), 스위치 소자(322), 및/또는 인덕터(323)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 상기 전자 부품 중 하나 이상이 생략되거나 이 외의 전자 부품들이 더 포함될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 있어서, 전력 전송 장치(300)는 구현 방법(또는 구현 형태)에 따라 복수 개(예: 2개 ~ n개)의 DC/DC 컨버터(320) 및 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)에 대응하는 복수 개(예: 2개 ~ n개)의 전력 공급 인터페이스(340)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 전력 전송 장치(300)는 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)일 수 있다. 스위칭 모드 파워 서플라이는 상용 전원으로부터 공급되는 교류(alternating current, AC) 전원을 공급 대상인 외부 장치(200)에 맞도록 직류(direct current, DC) 전원으로 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치로서, 스위칭 모드 파워 서플라이는 포함된 반도체 스위치 소자(322)의 온오프(on-off) 시간 비율을 제어하여 출력 전원을 안정화할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, AC/DC 컨버터(310)는 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 직류 전원은 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)로 공급될 수 있다. 본 개시의 AC/DC 컨버터(310)는, 일반적인 AC/DC 컨버터에서 요구되는 다양한 전자 소자들(예: 정류 회로, PWM 제어 회로, 스위치 소자)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 AC/DC 컨버터(310)는, 전력 전송 장치(300)의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)에 기반하여 내부에 포함된 적어도 하나의 전자 소자(예: PWM 제어 회로)를 제어할 수 있고 출력 전압을 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)로부터 직류 전원을 공급받아 대응하는 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)가 필요로 하는 만큼의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)는 포함된 다양한 전자 소자들(예: PWM 제어 회로(321), 스위치 소자(322))을 제어하여 출력되는 전압 및/또는 출력되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들면, DC/DC 컨버터(320)는 포함된 두 개의 스위치 소자(322)를 교대로 켜고 끄는 스위칭 동작을 반복하여 출력되는 전압의 평균 값으로 목적하는 전압 값을 만들 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)에서 연결된 외부 장치(200)로 출력되는 전압은 입력 전압과 스위칭 듀티(duty) 비에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)는 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)를 포함할 수 있다. 본 개시에서 전력 전송 장치(300)에 포함된 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)는 역할이 모두 동일할 수 있다. 전력 전송 장치(300)가 n개의 DC/DC 컨버터(320)를 포함하는 경우, n개의 DC/DC 컨버터(320)를 각각 제1 DC/DC 컨버터, 제2 DC/DC 컨버터, …, 제n DC/DC컨버터라 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)에 포함된 모든 DC/DC 컨버터(320)에서 최대로 출력 가능한 전력은 전력 전송 장치(300)의 기 설정된 최대 출력 전력 값과 동일한 값으로 설계될 수 있고, DC/DC 컨버터(320)는 연결된 외부 장치(200)에 따라서 출력 전력을 변경할 수 있다. 다만, 복수 개의 DC/DC컨버터(320)에서 출력하는 전력의 총 합은 전력 전송 장치(300)의 기 설정된 최대 출력 전력 보다 작거나 같을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)의 최대 출력 전력 값이 A로 기 설정된 경우, 전력 전송 장치(300)에 포함된 n개의 DC/DC 컨버터(320)에서 각각 최대로 출력 가능한 전력 값도 A로 설계될 수 있다. 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201)에만 외부 장치(200)가 연결된 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 최대 A 만큼의 전력이 출력 가능할 수 있다. 다른 예를 들면, 모든 DC/DC 컨버터(320)에 외부 장치(200)가 연결된 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 정격 설계된 A/n 만큼의 전력을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)는 PWM 제어 회로(321), 스위치 소자(322), 및/또는 인덕터(323)를 포함할 수 있고, PWM 제어 회로(321)를 통해 스위치 소자(322)를 제어함으로써, 출력 전력을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)에 포함된 PWM(pulse width modulation) 제어 회로(321)는 일정 주기 내 듀티 비 또는 펄스 폭을 변조하여 평균 전압을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PWM 제어 회로(321)는 PWM 신호를 출력할 수 있고, PWM 신호에 의하여 DC/DC 컨버터(320)에 포함된 적어도 하나의 스위치 소자(322)의 온오프(on/off)동작이 제어될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)에 포함된 스위치 소자(322)는 PWM 제어 회로(321)에 의하여 제어될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)는 두 개의 스위치 소자(322)를 포함할 수 있으며, 각각 제1 스위치 소자(322a), 제2 스위치 소자(322b)라 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 스위치 소자(322a) 및 제2 스위치 소자(322b)는 직렬로 연결될 수 있고, 전력 전송 장치(300)의 전력 전송 회로의 위치에 기반하여 구분될 수 있다. 예를 들면, 제1 스위치 소자(322a)는 전력 전송 회로에서 상측에 위치한 스위치 소자일 수 있고 high-side switch라 할 수 있다. 제2 스위치 소자(322b)는 전력 전송 회로에서 하측에 위치한 스위치 소자일 수 있고, low-side switch라 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상측에 위치한 제1 스위치 소자(322a)는 그라운드(ground)와 연결되지 않을 수 있고, 하측에 위치한 제2 스위치 소자(322b)는 그라운드(ground)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위치 소자(322)는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있다. 예를 들면, 전계 효과 트랜지스터는 모스펫(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)에 포함된 인덕터(323)는 코일(coil)과 코어(core)로 구성될 수 있고, 출력되는 전압이 급격히 변하는 것을 방지할 수 있다. 인덕터(323)는 스위치 소자(322)의 온오프 동작에 의해 찹핑(chopping)된 전압을 평탄하게 만들 수 있다. 예를 들면, 인덕터(323)는 저역 통과 필터(low-pass filter)의 역할을 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메인 제어 회로(330)는 수집된 다양한 데이터에 기반하여 목적하는 출력 값을 연산할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 메인 제어 회로(330)는 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 연결 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 AC/DC 컨버터(310) 및 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다.
메인 제어 회로(330)는, 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)로부터 대응하는 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 연결 상태 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보에 기반하여 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압 및 DC/DC 컨버터(320)에서 출력되는 전력을 제어할 수 있다. 외부 장치(200)의 연결 상태 정보는, 예를 들면, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 개수에 대한 정보 및 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)에서 각각 요구하는 전력에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메인 제어 회로(330)는 DC/DC 컨버터(320)의 동작을 제어하여 출력 전력을 제어할 수 있다. 메인 제어 회로(330)는 DC/DC 컨버터(320)가 스위칭(switching) 동작 또는 바이패스(bypass) 동작을 수행하도록 DC/DC 컨버터(320)의 PWM 제어 회로(321)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위칭 동작은 DC/DC 컨버터(320)에 포함된 제1 스위치 소자(322a) 및 제2 스위치 소자(322b)가 교대로 온오프 동작을 반복하는 동작일 수 있고, 바이패스 동작은 제1 스위치 소자(322a)(즉, 상측 스위치, 그라운드와 연결되지 않은 스위치)만 켜고 제2 스위치 소자(322b)(즉, 하측 스위치, 그라운드와 연결된 스위치)는 끄는 동작일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)는 제1 전압 및 제1 전류로 구성된 제1 출력 전력으로 정격 설계될 수 있고, 스위칭 동작에 의하여 제1 출력 전력이 출력되도록 설계될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 외부 장치(200)에서 제1 출력 전력 보다 큰 전력을 요구하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 바이패스 동작을 수행할 수 있고, 제1 출력 전력 보다 큰 전력을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)에서 DC/DC 컨버터(320)로 입력되는 전압과 무관하게 정격으로 설계된 제1 전압 값만큼 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)에서 DC/DC 컨버터(320)로 입력되는 전압을 그대로 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 하는 경우, 메인 제어 회로(330)는 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압이 DC/DC 컨버터(320)에 직접 공급되도록 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다. DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 할 경우, DC/DC컨버터의 입력 전력은 제1 스위치 소자(322a) 및 인덕터(323)를 거쳐 연결된 외부 장치(200)로 출력될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 공급 인터페이스(340)는 전력 전송 장치(300)가 외부 장치(200)와 연결되어 외부 장치(200)로 전력을 전송할 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 인터페이스(340)는, USB(universal serial bus) 인터페이스를 포함할 수 있다. USB 인터페이스는 도 1에서 상술한 바와 같이, 다양한 유형의 USB 인터페이스(예: USB type-A, USB type-B, USB type-C, USB mini-A, USB mini-B, USB micro-A, 및USB micro-B)로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)는 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)를 포함할 수 있고, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)는 각각 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)에 대응될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)에서 출력되는 전력은 대응하는 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)로 전송될 수 있다. 전력 전송 장치(300)가 n개의 DC/DC 컨버터(320)를 포함하는 경우, 전력 공급 인터페이스(340) 또한 n개일 수 있고, 제1 DC/DC 컨버터는 제1 전력 공급 인터페이스에 대응되고, 제2 DC/DC 컨버터는 제2 전력 공급 인터페이스에 대응되고, 제n DC/DC컨버터는 제n 전력 공급 인터페이스에 대응될 수 있다. n개의 전력 공급 인터페이스(340)는 모두 동일한 유형의 USB 인터페이스가 적용될 수 있고, 또는 두 개 이상의 유형의 USB 인터페이스가 혼합되어 적용될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)에 포함된 회로를 전력 전송 회로라 할 수 있다. 본 개시에서 전력 전송 장치(300)와 전력 전송 회로는 동일한 의미로 쓰일 수 있다. 즉, 전력 전송 장치(300)는 입력되는 전력을 변환하여 연결된 외부 장치(200)로 필요한 전력을 공급할 수 있는 장치일 수 있고, 전력 전송 회로는 입력되는 전력을 변환하여 연결된 외부 장치(200)로 필요한 전력을 공급할 수 있는 회로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 장치(300)는 그 제공 형태에 따라 다양한 구성 요소들을 더 포함할 수 있다. 또한, 전력 전송 장치(300) 그 제공 형태에 따라 상술한 구성 요소 중 특정 구성 요소들이 제외되거나 다른 구성 요소로 대체될 수도 있다.
도 3a는 비교 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300a)의 전력 공급 인터페이스(340a) 별 출력 전력을 설명하는 예시도이고, 도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 전력 공급 인터페이스(340) 별 출력 전력을 설명하는 예시도이다.
도 3a 및 도 3b의 경우, 전력 전송 장치(300a, 300)가 3개의 전력 공급 인터페이스(340a, 340)를 포함하는 예시를 설명한다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 전력 전송 장치(300a, 300)(또는 전력 전송 장치(300a, 300)의 AC/DC 컨버터(310a, 310))는 최대로 출력 가능한 전력이 45W로 설정될 수 있다. 전력 전송 장치(300a, 300)에 설정된 최대로 출력 가능한 전력이란, 전력 전송 장치(300a, 300)에서 전력 공급 인터페이스(340a, 340)에 연결된 모든 외부 장치(200)로 출력되는 전력의 합의 최대 한계 값일 수 있다.
도 3a의 비교 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300a)의 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201a), 제2 DC/DC 컨버터(3202a), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203a) 중 하나의 특정 DC/DC 컨버터 (예: 제1 DC/DC 컨버터(3201))만 최대 45W 출력 가능하도록 설계되고, 나머지 DC/DC 컨버터(예: 제2 DC/DC 컨버터(3202), 제3 DC/DC 컨버터(3203))는 항상 15W만 출력되도록 설계될 수 있다.
예를 들면, 도 3a에서 제1 DC/DC 컨버터(3201a)는, 제2 DC/DC 컨버터(3202a) 및 제3 DC/DC 컨버터(3203a) 중 적어도 하나에 외부 장치(200)가 연결된 경우에는 15W의 전력을 출력할 수 있고, 제2 DC/DC 컨버터(3202a) 및 제3 DC/DC 컨버터(3203a)에 외부 장치(200)가 연결되지 않은 경우(즉, 제1 DC/DC 컨버터(3201a)에만 외부 장치(200)가 연결된 경우)에는 15W 이상 45W 이하의 전력을 출력할 수 있다. 예를 들면, 도 3a의 제2 DC/DC 컨버터(3202a)(또는 제3 DC/DC 컨버터(3203a))는, 제2 DC/DC 컨버터(3202a)(또는 제3 DC/DC 컨버터(3203a))에만 외부 장치(200)가 연결되더라도 15W의 전력만 출력할 수 있다.
비교 실시 예에 따른 도 3a의 전력 전송 장치(300a)는, 복수 개의 DC/DC 컨버터(320a) 중 하나의 특정 DC/DC 컨버터(3201a)에서만 전력 전송 장치(300a)가 지원하는 최대 전력이 출력 가능하다.
도 3b를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)는, 모든 DC/DC 컨버터(320)(예: 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203))에서 최대 45W 출력 가능하도록 설계될 수 있다.
예를 들면, 도 3b에서 각각의 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)는, 모든 DC/DC 컨버터에 외부 장치(200)가 연결된 경우에는 정격 설계된 15W의 전력을 출력할 수 있고, 적어도 하나의 DC/DC 컨버터에 외부 장치(200)가 연결되지 않은 경우(즉, 1개의 DC/DC 컨버터(320)에 외부 장치(200)가 연결되거나 2개의 DC/DC 컨버터(320)에 외부 장치(200)가 연결된 경우)에는 외부 장치(200)가 요구하는 전력에 따라 15W 이상 45W 이하의 전력을 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)는, 복수 개의 모든 DC/DC 컨버터(320)에서 전력 전송 장치(300)가 지원하는 최대 전력이 출력 가능하다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 출력 전력 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 실시 예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 예를 들면, 동작 430 및 동작 440은 순서가 변경되거나 동시에 수행될 수 있고, 동작 440은 생략될 수도 있다.
도 4의 동작은 도 2의 전력 전송 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 메인 제어 회로(330)는, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 연결 상태 정보를 수신하는 동작(410), 복수 개의 DC/DC 컨버터(320) 중 정격 전력으로 설계된 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는지 판단하는 동작(420), 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는 경우 특정 DC/DC 컨버터(320)의 전력 공급 인터페이스(340)에서 제2 출력 전력을 출력하도록 특정 DC/DC 컨버터(320) 및 AC/DC 컨버터(310)를 제어하는 동작(430), 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는 경우 나머지 DC/DC 컨버터(320)의 전력 공급 인터페이스(340) 중 외부 장치(200)가 연결된 전력 공급 인터페이스(340)에서 제1 출력 전력을 출력하도록 나머지 DC/DC 컨버터(320)를 제어하는 동작(440), 및 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하지 않는 경우, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340) 중 외부 장치(200)가 연결된 전력 공급 인터페이스(340)에서 제1 출력 전력을 출력하도록 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)를 제어하는 동작(450)을 수행할 수 있다. 이하 도 4의 각 동작에 대하여 자세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 동작 410에서 전력 전송 장치(300)의 메인 제어 회로(330)는 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 연결 상태 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 외부 장치(200)의 연결 상태 정보는, 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)의 총 개수에 대한 정보 및 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 각각의 외부 장치(200)에서 요구하는 출력 전력에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)는 각각의 대응하는 전력 공급 인터페이스(340)에서 발생하거나 변화하는 전류 값에 기반하여 충전 대상 장치인 외부 장치(200)의 연결 여부를 판단할 수 있고, 외부 장치(200)에서 필요로 하는 전력 값을 판단할 수 있다. DC/DC 컨버터(320)는 감지 결과에 따른 외부 장치(200)의 연결 상태 정보를 메인 제어 회로(330)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 420에서 메인 제어 회로(330)는 상기 수신한 외부 장치(200)의 연결 상태 정보에 기반하여, 복수 개의 DC/DC 컨버터(320) 중 정격 전력으로 설계된 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는지 판단할 수 있다. 예를 들면, 제1 출력 전력은 제1 전력 및 제1 전류로 구성될 수 있으며, DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 하는 경우에 정격으로 설계된 출력 전력일 수 있다. 예를 들면, 제2 출력 전력은 제1 출력 보다 큰 값을 가질 수 있고, 전력 공급 인터페이스(340)에 연결된 외부 장치(200)에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는 경우, 동작 430에서 메인 제어 회로(330)는 특정 DC/DC 컨버터(320)의 전력 공급 인터페이스(340)에서 제2 출력 전력을 출력하도록 특정 DC/DC 컨버터(320) 및 AC/DC 컨버터(310)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하는 경우, 동작 440에서 메인 제어 회로(330)는 나머지 DC/DC 컨버터(320)의 전력 공급 인터페이스(340) 중 외부 장치(200)가 연결된 전력 공급 인터페이스(340)에서 제1 출력 전력을 출력하도록 나머지 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 430 및 동작 440에서 메인 제어 회로(330)는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 수행하고 나머지 DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 수행하도록 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다. 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)는 모두 동일하게 설계될 수 있고, 모두 바이패스 동작 또는 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 복수 개의 DC/DC 컨버터(320) 중 특정 DC/DC 컨버터(320)와 나머지 DC/DC 컨버터(320)는 연결되는 외부 장치(200)에 의하여 구분될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 동작 440에서 스위칭 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전력과 무관하게, AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전력을 정격으로 설계된 제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력으로 변환하여 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 동작 430에서 바이패스 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압을 직접 입력 받아 그대로 출력함으로써, 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력을 출력할 수 있다. 이 경우, 메인 제어 회로(330)는 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압을 출력하도록 AC/DC 컨버터(310)를 제어할 수 있다. 제3 전압은, 예를 들면, 제2 전압 보다 DC/DC 컨버터(320)에서 손실되는 전력 값만큼 큰 값일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)가 존재하지 않는 경우, 동작 450에서 메인 제어 회로(330)는 복수 개의 전력 공급 인터페이스(340) 중 외부 장치(200)가 연결된 전력 공급 인터페이스(340)에서 제1 출력 전력을 출력하도록 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 450에서 메인 제어 회로(330)는 외부 장치(200)가 연결된 DC/DC 컨버터(320)에서 스위칭 동작을 수행하도록 DC/DC 컨버터(320)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)는 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압과 무관하게, 정격으로 설계된 제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력만큼 출력할 수 있다. 동작 450에서 DC/DC 컨버터(320)의 스위칭 동작은 동작 440에서 DC/DC 컨버터(320)의 스위칭 동작과 동일할 수 있다.
이하 도 5를 참조하여 동작 430을 자세히 설명한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 특정 DC/DC 컨버터(320)의 전력 공급 인터페이스(340)에서 제2 출력 전력을 출력하도록 특정 DC/DC 컨버터(320) 및 AC/DC 컨버터(310)를 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5의 동작은 도 2의 전력 전송 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 메인 제어 회로(330)는, 정격으로 설계된 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력을 출력하기 위하여, AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압이 특정 DC/DC 컨버터(320)에 직접 공급되도록 특정 DC/DC 컨버터(320)를 제어하는 동작(510) 및 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압이 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압이 되도록 AC/DC 컨버터(310)를 제어하는 동작(520)을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 510에서 메인 제어 회로(330)는 AC/DC 컨버터(310)에서 출력되는 전압이 제2 출력 전력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터(320)에 직접 공급되도록 특정 DC/DC 컨버터(320)의 PWM 제어 회로(321)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제2 출력 전력은 제2 전압 및 제2 전류로 구성될 수 있고 연결된 외부 장치(200)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 메인 제어 회로(330)는 특정 DC/DC 컨버터(320)에 포함된 두 개의 스위치 소자(322) 중 제1 스위치 소자(322a)는 켜고(fully turn on) 제2 스위치 소자(322b)는 끄는 바이패스 동작을 수행하도록 특정 DC/DC 컨버터(320)의 PWM 제어 회로(321)를 제어할 수 있다. 제1 스위치 소자(322a)는 상측 스위치 또는 그라운드와 연결되지 않은 스위치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 하는 경우, AC/DC 컨버터(310)에서 DC/DC 컨버터(320)로 공급한 전압이 DC/DC 컨버터(320)에서 변환되지 않고 그대로 출력될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 520에서 메인 제어 회로(330)는 AC/DC 컨버터(310)에서 외부 장치(200)가 요구하는 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압을 출력하도록 AC/DC 컨버터(310)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, AC/DC 컨버터(310)는 DC/DC 컨버터(320)에 공급한 전압이 DC/DC 컨버터(320)를 지나면서 손실되는 값을 보상하여 목적하는 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압을 출력할 수 있다. 예를 들면, 제3 전압은 바이패스 동작을 하는 DC/DC 컨버터(320)에 포함된 소자(예: 스위치 소자(322), 인덕터(323))에 의해 손실되는 전압만큼 제2 전압에서 보상한 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, AC/DC 컨버터(310)에서 출력된 제3 전압은 스위칭 동작을 하는 DC/DC 컨버터(320)에 그대로 입력될 수 있고, 제3 전압은 DC/DC 컨버터(320)의 전기 소자에 의해 일부 전도 손실(conduction loss)되어 DC/DC 컨버터(320)에서 최종적으로 제2 전압으로 출력될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 DC/DC 컨버터(320)의 스위칭 동작 및 바이패스 동작에 따른 손실 량을 비교하는 그래프이다.
도 6의 (a)는 DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 할 때, DC/DC 컨버터(320)에서의 손실을 도시한 것이고, 도 6의 (b)는 DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 할 때, DC/DC 컨버터(320)에서의 손실을 도시한 것이다.
도 6의 (a)를 참조하면, DC/DC 컨버터(320)가 스위칭 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)의 스위치 소자(322)와 인덕터(323)에서 전력 손실이 발생할 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자(322)에서는 제1 스위치 소자(322a)와 제2 스위치 소자(322b)를 교대로 온오프하는 과정에서 발생하는 스위칭 로스(switching loss) 및 전류가 제1 스위치 소자(322a) 또는 제2 스위치 소자(322b)를 흐르는 과정에서 발생하는 전도 손실(conduction loss)이 발생할 수 있다. 예를 들면, 인덕터(323)에서는 제1 스위치 소자(322a)와 제2 스위치 소자(322b)가 교대로 온오프되는 동안 인덕터(323) 양단의 전압 위상이 180도 변하는 과정에서 인덕터(323)에 포함된 코어의 자기 저항에 의해 발생하는 코너 로스(core loss) 및 전류가 인덕터(323)를 흐르는 과정에서 발생하는 전도 손실(conduction loss)이 발생할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 하는 경우, DC/DC 컨버터(320)의 스위치 소자(322)와 인덕터(323)에서 전력 손실이 발생할 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자(322)에서는 전류가 제1 스위치 소자(322a) 또는 제2 스위치 소자(322b)를 흐르는 과정에서 발생하는 전도 손실(conduction loss)이 발생할 수 있고, 인덕터(323)에서는 전류가 인덕터(323)를 흐르는 과정에서 발생하는 전도 손실(conduction loss)이 발생할 수 있다. 동작 520에서 손실은 도 6의 (b)의 전도 손실을 의미할 수 있다.
도 6의 (b)를 도 6의 (a)와 비교하면, DC/DC 컨버터(320)가 바이패스 동작을 하는 경우, 스위칭 동작에서 보다 높은 전력을 처리하는 과정에서 발생하는 전도 손실은 증가할 수 있으나, 스위칭 로스 및 코어 로스가 제거되기 때문에 전체 손실 양은 비슷한 수준을 유지할 수 있다. 따라서, DC/DC 컨버터(320)가 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력을 출력하는 바이패스 동작을 하더라도, 제1 출력 전력을 출력하는 스위칭 동작과 비슷한 수준의 발열을 유지할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)의 전력 전송 회로(700)를 설명하는 예시도이다.
도 7은 본 개시의 전력 전송 장치(300)에 포함된 전력 전송 회로(700)를 도시한 것으로서, 3개의 DC/DC 컨버터(320)(또는 3개의 전력 공급 인터페이스(340))를 포함하는 전력 전송 회로(700)에 대한 예시이다.
도 7을 참조하면, 전력 전송 장치(300)는 AC/DC 컨버터(310), 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)와 이들을 제어하는 메인 제어 회로(330)를 포함할 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(3201)는, 제1 PWM 제어 회로(3211), 제1 상측 스위치(3221a), 제1 하측 스위치(3221b), 제1 인덕터(3231)를 포함할 수 있고, 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 출력되는 전력은 제1 전력 공급 인터페이스(3401)에 연결된 외부 장치(200)로 공급될 수 있다. 제2 DC/DC 컨버터(3202)는, 제2 PWM 제어 회로(3212), 제2 상측 스위치(3222a), 제2 하측 스위치(3222b), 제2 인덕터(3232)를 포함할 수 있고, 제2 DC/DC 컨버터(3202)에서 출력되는 전력은 제2 전력 공급 인터페이스(3402)에 연결된 외부 장치(200)로 공급될 수 있다. 제3 DC/DC 컨버터(3203)는, 제3 PWM 제어 회로(3213), 제3 상측 스위치(3223a), 제3 하측 스위치(3223b), 제3 인덕터(3233)를 포함할 수 있고, 제3 DC/DC 컨버터(3203)에서 출력되는 전력은 제3 전력 공급 인터페이스(3403)에 연결된 외부 장치(200)로 공급될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)는 모두 동일하게 설계될 수 있다. 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)는 제1 출력 전력으로 기본 정격 설계될 수 있고, 외부 장치(200)의 연결 상태에 기반하여 전력 전송 회로(700)가 지원하는 최대 출력 전력만큼 출력 가능하도록 설계될 수 있다. 즉, 전력 전송 회로(700)가 지원하는 최대 출력 전력의 값과 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)가 각각 출력 가능한 최대 출력의 값은 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 전송 회로(700)의 메인 제어 회로(330)는 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)로부터 전력 전송 회로(700)에 연결된 외부 장치(200)의 총 개수에 대한 정보 및 각각의 외부 장치(200)에서 요구하는 전력에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 메인 제어 회로(330)는 상기 수신된 정보에 기반하여, 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 외부 장치(200)가 연결되어 있으며, 그 중 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서만 기 정격 설계된 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력을 요구한다고 판단할 수 있다. 이 경우, 메인 제어 회로(330)는 제1 DC/DC 컨버터(3201)가 제1 상측 스위치(3221a)만 켜는 바이패스 동작을 수행하도록 제1 PWM 제어 회로(3211)를 제어할 수 있고, 제2 DC/DC 컨버터(3202)가 제2 상측 스위치(3222a) 및 제2 하측 스위치(3222b)를 교대로 켜고 끄는 스위칭 동작을 수행하도록 제2 PWM 제어 회로(3212)를 제어할 수 있다. 바이패스 동작을 수행하는 제1 DC/DC 컨버터(3201)에 대응하는 제1 전력 공급 인터페이스(3401)에서는 연결된 외부 장치(200)로 제2 출력 전력을 공급할 수 있고, 스위칭 동작을 수행하는 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 대응하는 제2 전력 공급 인터페이스(3402)에서는 연결된 외부 장치(200)로 제1 출력 전력을 공급할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전력 전송 장치(300)에 연결된 외부 장치(200)의 연결 상태에 따라 AC/DC 컨버터(310) 및 복수 개의 DC/DC 컨버터(320)에서 출력하는 전력을 비교하는 그래프이다.
도 8은 도 7의 전력 전송 회로(700)에서 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)는 각각 5V 전압 및 3A 전류의 15W 전력으로 정격 설계되고, 전력 전송 회로는 최대 45W 출력 가능하도록 설계된 예시를 설명한다.
예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)에 모두 외부 장치(200)가 연결된 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201), 제2 DC/DC 컨버터(3202), 및 제3 DC/DC 컨버터(3203)는 모두 스위칭 동작을 할 수 있고 각각 5V 전압 및 3A 전류의 15W 전력(정격 전력)을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 각 5V의 합인 15V를 출력할 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 외부 장치(200)가 연결되어 있고 제1 DC/DC 컨버터(3201)에 연결된 외부 장치(200)에서만 9V 전압 및 2A 전류의 18W의 출력 전력을 필요로 하는 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 바이패스 동작을 통해 9V 전압 및 2A 전류의 18W 전력을 출력할 수 있고, 제2 DC/DC 컨버터(3202)는 스위칭 동작을 통해 5V 전압 및 3A 전류의 15W 전력(정격 전력)을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 발생할 수 있는 손실을 보상하여 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 요구하는 9V 보다 약간 큰 값(예: 9.1V)을 출력할 수 있고, 출력 전압은 제1 DC/DC 컨버터(3201)에게 그대로 공급될 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 외부 장치(200)가 연결되어 있고 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 연결된 모든 외부 장치(200)에서 9V 전압 및 2A 전류의 18W의 출력 전력을 필요로 하는 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)는 바이패스 동작을 통해 9V 전압 및 2A 전류의 18W 전력을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에서 발생할 수 있는 손실을 보상하여 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에서 요구하는 9V 보다 약간 큰 값(예: 9.2V)을 출력할 수 있고, 출력 전압은 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에게 그대로 공급될 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 외부 장치(200)가 연결되어 있고 제1 DC/DC 컨버터(3201)에 연결된 외부 장치(200)에서 9V 전압 및 3A 전류의 27W의 출력 전력을 필요로 하고 제2 DC/DC 컨버터(3202)에 연결된 외부 장치(200)에서 9V 전압 및 2A 전류의 18W의 출력 전력을 필요로 하는 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 바이패스 동작을 통해 9V 전압 및 3A 전류의 27W 전력을 출력할 수 있고, 제2 DC/DC 컨버터(3202)는 바이패스 동작을 통해 9V 전압 및 2A 전류의 18W 전력을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에서 발생할 수 있는 손실을 보상하여 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에서 요구하는 9V 보다 약간 큰 값(예: 9.3V)을 출력할 수 있고, 출력 전압은 제1 DC/DC 컨버터(3201) 및 제2 DC/DC 컨버터(3202)에게 그대로 공급될 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201)에만 외부 장치(200)가 연결되어 있고 제1 DC/DC 컨버터(3201)에 연결된 외부 장치(200)에서 10V 전압 및 4.5A 전류의 45W의 출력 전력을 필요로 하는 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 바이패스 동작을 통해 10V 전압 및 4.5A 전류의 45W 전력을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 발생할 수 있는 손실을 보상하여 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 요구하는 10V 보다 약간 큰 값(예: 10.3V)을 출력할 수 있고, 출력 전압은 제1 DC/DC 컨버터(3201)에게 그대로 공급될 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 DC/DC 컨버터(3201)에만 외부 장치(200)가 연결되어 있고 제1 DC/DC 컨버터(3201)에 연결된 외부 장치(200)에서 20V 전압 및 2.25A 전류의 45W의 출력 전력을 필요로 하는 경우, 제1 DC/DC 컨버터(3201)는 바이패스 동작을 통해 20V 전압 및 2.25A 전류의 45W 전력을 출력할 수 있다. 이 경우, AC/DC 컨버터(310)는 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 발생할 수 있는 손실을 보상하여 제1 DC/DC 컨버터(3201)에서 요구하는 20V 보다 약간 큰 값(예: 20.3V)을 출력할 수 있고, 출력 전압은 제1 DC/DC 컨버터(3201)에게 그대로 공급될 수 있다.
도 8을 참조하면, 전력 전송 장치(300)의 AC/DC 컨버터(310)는 연결된 외부 장치(200)의 총 개수에 대한 정보 및 각각의 외부 장치(200)에서 요구하는 전력에 대한 정보에 따라서 상이한 전압을 출력할 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(900) 내의 전자 장치(901)(예: 도 1의 전력 전송 장치(100), 도 2의 전력 전송 장치(300))의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 네트워크 환경(900)에서 전자 장치(901)는 제 1 네트워크(998)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(902)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(999)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(904) 또는 서버(908)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 서버(908)를 통하여 전자 장치(904)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 프로세서(920), 메모리(930), 입력 모듈(950), 음향 출력 모듈(955), 디스플레이 모듈(960), 오디오 모듈(970), 센서 모듈(976), 인터페이스(977), 연결 단자(978), 햅틱 모듈(979), 카메라 모듈(980), 전력 관리 모듈(988), 배터리(989), 통신 모듈(990), 가입자 식별 모듈(996), 또는 안테나 모듈(997)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(901)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(978))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(976), 카메라 모듈(980), 또는 안테나 모듈(997))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(960))로 통합될 수 있다.
프로세서(920)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(940))를 실행하여 프로세서(920)에 연결된 전자 장치(901)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(920)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(976) 또는 통신 모듈(990))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(932)에 저장하고, 휘발성 메모리(932)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(934)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(920)는 메인 프로세서(921)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(923)(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(901)가 메인 프로세서(921) 및 보조 프로세서(923)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(923)는, 예를 들면, 메인 프로세서(921)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(921)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)와 함께, 전자 장치(901)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(960), 센서 모듈(976), 또는 통신 모듈(990))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(923)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(980) 또는 통신 모듈(990))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(923)(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, 인공지능이 수행되는 전자 장치(901) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(908))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(930)는, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(920) 또는 센서 모듈(976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(940)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(930)는, 휘발성 메모리(932) 또는 비휘발성 메모리(934)를 포함할 수 있다.
프로그램(940)은 메모리(930)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(942), 미들 웨어(944) 또는 어플리케이션(946)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(950)은, 전자 장치(901)의 구성요소(예: 프로세서(920))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(950)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(955)은 음향 신호를 전자 장치(901)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(955)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(960)은 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(960)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(960)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(970)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(970)은, 입력 모듈(950)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(955), 또는 전자 장치(901)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(976)은 전자 장치(901)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(976)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(977)는 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(977)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(978)는, 그를 통해서 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(978)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(979)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(979)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(980)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(980)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(988)은 전자 장치(901)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(988)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(989)는 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(989)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(990)은 전자 장치(901)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902), 전자 장치(904), 또는 서버(908)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(990)은 프로세서(920)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(990)은 무선 통신 모듈(992)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(994)(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(998)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(999)(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(904)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(992)은 가입자 식별 모듈(996)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(998) 또는 제 2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(901)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(992)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(992)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(992)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(992)은 전자 장치(901), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(904)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(999))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(992)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(997)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(998) 또는 제 2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(990)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(990)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(997)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
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.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(999)에 연결된 서버(908)를 통해서 전자 장치(901)와 외부의 전자 장치(904)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(902, 또는 904) 각각은 전자 장치(901)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(902, 904, 또는 908) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(901)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(901)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(901)로 전달할 수 있다. 전자 장치(901)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(901)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(904)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(908)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(904) 또는 서버(908)는 제 2 네트워크(999) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(901)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.
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. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(901)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(936) 또는 외장 메모리(938))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(940))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(901))의 프로세서(예: 프로세서(920))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.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
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.
상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치(예: 도 1의 전력 전송 장치(100), 도 2의 전력 전송 장치(300))는, AC/DC 컨버터; 제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력을 가지는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 각각 대응함; 및 상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함할 수 있고, 상기 메인 제어 회로는: 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고, 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있고, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 하나의 DC/DC 컨버터에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 전부에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 제1 출력 전력을 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함할 수 있고, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 두 개의 스위치 소자 중 하나의 스위치 소자는 켜고, 다른 하나의 스위치 소자는 끄도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압이 상기 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압이 되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 제3 전압은, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 소자에 의해 손실되는 전압만큼 상기 제2 전압에서 보상한 전압일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 연결 상태 정보는, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 개수에 대한 정보 및 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치에서 요구하는 출력 전력에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법은, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하는 동작; 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 전력 전송 장치의 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하는 동작, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 제1 전압 및 제1 전류의 상기 제1 출력 전력을 가짐; 및 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 전력 전송 장치의 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 포함할 수 있고, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법은, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 하나의 DC/DC 컨버터에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함할 수 있고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 전부에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 제1 출력 전력을 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함할 수 있고, 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작은, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 두 개의 스위치 소자 중 하나의 스위치 소자는 켜고, 다른 하나의 스위치 소자는 끄도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법은, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압이 상기 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압이 되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 제3 전압은, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 소자에 의해 손실되는 전압만큼 상기 제2 전압에서 보상한 전압일 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 회로는, AC/DC 컨버터; PWM(pulse width modulation) 신호를 출력하는 PWM 제어 회로, 상기 PWM 신호에 의해 제어되는 두 개의 스위치 소자, 및 인덕터를 포함하는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치로 제1 출력 전력을 출력하도록 설계됨; 및 상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함할 수 있고, 상기 메인 제어 회로는: 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고, 상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터의 전력 공급 인터페이스에서 상기 제2 출력 전력을 출력하도록 상기 특정 DC/DC 컨버터 및 상기 AC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 입력되어 상기 특정 DC/DC 컨버터의 켜진 스위치 소자 및 인덕터를 거쳐 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치로 출력되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터의 PWM 제어 회로를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 제2 출력 전력의 전압 보다 큰 전압이 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 제어 회로는, 상기 메인 제어 회로는, 상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스위치 소자는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있고, 상기 전계 효과 트랜지스터는 모스펫(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)을 포함할 수 있다.
Claims (20)
- 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송(power-delivery) 장치에 있어서,
AC/DC 컨버터;
제1 전압 및 제1 전류의 제1 출력 전력을 가지는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 각각 대응함; 및
상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함하고, 상기 메인 제어 회로는:
상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고,
상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하고,
상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경되는, 전력 전송 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 하나의 DC/DC 컨버터에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함하고,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 전부에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함하는, 전력 전송 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함하고,
상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 제1 출력 전력을 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치로 출력하는, 전력 전송 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함하고,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 두 개의 스위치 소자 중 하나의 스위치 소자는 켜고, 다른 하나의 스위치 소자는 끄도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압이 상기 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압이 되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 제3 전압은, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 소자에 의해 손실되는 전압만큼 상기 제2 전압에서 보상한 전압인, 전력 전송 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 연결 상태 정보는, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 개수에 대한 정보 및 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치에서 요구하는 출력 전력에 대한 정보를 포함하는, 전력 전송 장치. - 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법에 있어서,
상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하는 동작;
상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 전력 전송 장치의 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하는 동작, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 제1 전압 및 제1 전류의 상기 제1 출력 전력을 가짐; 및
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 전력 전송 장치의 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 공급되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 포함하고,
상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압은, 상기 연결 상태 정보에 기반하여 변경되는 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 더 포함하는 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 하나의 DC/DC 컨버터에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함하고,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우는, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 전부에 상기 외부 장치가 연결된 경우를 포함하는, 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함하고,
상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 제1 출력 전력을 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치로 출력하는, 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 각각의 복수 개의 DC/DC 컨버터는 직렬로 연결된 두 개의 스위치 소자를 포함하고,
상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작은,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 두 개의 스위치 소자 중 하나의 스위치 소자는 켜고, 다른 하나의 스위치 소자는 끄도록 상기 특정 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 포함하는 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 전압이 상기 제2 출력 전력의 제2 전압 보다 큰 제3 전압이 되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는 동작을 더 포함하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 상기 제3 전압은, 상기 특정 DC/DC 컨버터에 포함된 소자에 의해 손실되는 전압만큼 상기 제2 전압에서 보상한 전압인, 방법. - 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 회로에 있어서,
AC/DC 컨버터;
PWM(pulse width modulation) 신호를 출력하는 PWM 제어 회로, 상기 PWM 신호에 의해 제어되는 두 개의 스위치 소자, 및 인덕터를 포함하는 복수 개의 DC/DC 컨버터, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터는 상기 두 개의 스위치 소자를 교대로 켜고 끄는 동작을 반복하여 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치로 제1 출력 전력을 출력하도록 설계됨; 및
상기 AC/DC 컨버터 및 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터와 전기적으로 연결되는 메인 제어 회로를 포함하고, 상기 메인 제어 회로는:
상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스에 연결된 상기 외부 장치의 연결 상태 정보를 수신하고,
상기 연결 상태 정보에 기반하여, 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터 중 상기 제1 출력 전력 보다 큰 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는지 판단하고,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 특정 DC/DC 컨버터의 전력 공급 인터페이스에서 상기 제2 출력 전력을 출력하도록 상기 특정 DC/DC 컨버터 및 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 회로. - 청구항 16에 있어서,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되는 전압이 상기 특정 DC/DC 컨버터에 직접 입력되어 상기 특정 DC/DC 컨버터의 켜진 스위치 소자 및 인덕터를 거쳐 전력 공급 인터페이스에 연결된 외부 장치로 출력되도록 상기 특정 DC/DC 컨버터의 PWM 제어 회로를 제어하는, 전력 전송 회로. - 청구항 17에 있어서,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하는 경우, 상기 제2 출력 전력의 전압 보다 큰 전압이 상기 AC/DC 컨버터에서 출력되도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 회로. - 청구항 16에 있어서,
상기 메인 제어 회로는,
상기 제2 출력 전력의 출력을 요구하는 상기 특정 DC/DC 컨버터가 존재하지 않는 경우, 상기 복수 개의 전력 공급 인터페이스 중 상기 외부 장치가 연결된 전력 공급 인터페이스에서 상기 제1 출력 전력을 출력하도록 상기 복수 개의 DC/DC 컨버터를 제어하는, 전력 전송 회로. - 청구항 16에 있어서,
상기 스위치 소자는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이고,
상기 전계 효과 트랜지스터는 모스펫(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)을 포함하는 전력 전송 회로.
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| KR1020210035226A KR20220130396A (ko) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법 및 그 전력 전송 장치 |
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