[go: up one dir, main page]

KR20180015470A - Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit - Google Patents

Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit Download PDF

Info

Publication number
KR20180015470A
KR20180015470A KR1020160099015A KR20160099015A KR20180015470A KR 20180015470 A KR20180015470 A KR 20180015470A KR 1020160099015 A KR1020160099015 A KR 1020160099015A KR 20160099015 A KR20160099015 A KR 20160099015A KR 20180015470 A KR20180015470 A KR 20180015470A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
level
voltage
unit
electromagnet
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020160099015A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102466603B1 (en
Inventor
김태훈
이명준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160099015A priority Critical patent/KR102466603B1/en
Priority to PCT/KR2017/005983 priority patent/WO2018026097A1/en
Publication of KR20180015470A publication Critical patent/KR20180015470A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102466603B1 publication Critical patent/KR102466603B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/064—Circuit arrangements for actuating electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

전자석 구동회로장치가 개시된다. 전자석 구동회로 장치는 전압출력부, 전자석, 전압제어부, 적어도 하나의 스위치 및 방향제어부를 포함한다. 전압출력부는 구동전압을 출력한다. 전자석은 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생한다. 전압제어부는 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 전압출력부를 제어한다. 적어도 하나의 스위치는 전자석에 연결되어, 구동전류의 방향이 선택적으로 전환되도록 스위칭한다. 방향제어부는 전자석에 인가될 구동전압의 부호를 결정하고, 결정된 구동전압의 부호에 따라 구동전류의 방향이 전환되도록 적어도 하나의 스위치를 제어한다. 이로 인하여, 전자석을 구동하는 전력의 손실을 최소화하여 효율적인 구동이 가능하다.An electromagnet driving circuit device is disclosed. The electromagnet driving circuit device includes a voltage output section, an electromagnet, a voltage control section, at least one switch, and a direction control section. The voltage output section outputs the driving voltage. The electromagnet generates magnetism by the change of the driving current flowing as the driving voltage is applied. The voltage control unit controls the voltage output unit so that the level of the magnetism generated by the electromagnet becomes the reference magnetic level. At least one switch is coupled to the electromagnet to switch so that the direction of the drive current is selectively switched. The direction control unit determines the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet and controls at least one switch so that the direction of the drive current is switched according to the sign of the determined drive voltage. This minimizes the loss of electric power for driving the electromagnets, thereby enabling efficient driving.

Description

전자석 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치{DRIVING CIRCUIT AND ELECTRONIC APPARATUS INCLUDING THE DRIVING CIRCUIT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic apparatus including an electromagnet driving circuit device and a driving circuit device,

본 발명은 전자석 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전자석에 전압을 효율적으로 인가함으로써 생성된 자성을 이용하여 물체를 자기부상시키기 위한 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device including an electromagnet driving circuit device and a driving circuit device and more specifically to a driving circuit device for magnetically floating an object using magnetism generated by efficiently applying a voltage to the electromagnet, To an electronic device including the device.

최근 자기력을 응용한 자기부상에 관한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 자기부상은 자기력을 이용하여 물체를 이동 또는 부상 시키는 것으로서, 기계적인 접촉이나 마찰 또는 소음이 없고, 친환경적인 특성을 갖는다. 자기부상을 수행하는 전자장치는 코어와 코일을 포함하는 전자석에 전압을 인가하고, 코일에 흐르는 전류의 변화로 생성되는 자성을 이용하는 형태로 구현되는 경우가 많다. 전자장치는 전자석에 필요한 레벨과 방향의 전압을 인가함으로써 전자석을 구동하여 자성을 생성하기 위한 전자석 구동회로를 포함한다. Recently, magnetic levitation using magnetic force has been actively studied. Magnetic levitation moves or lifts an object by using magnetic force, and it has no mechanical contact, friction or noise, and is environmentally friendly. An electronic device that performs magnetic levitation is often implemented in such a manner that a voltage is applied to an electromagnet including a core and a coil, and magnetism generated by a change in current flowing in the coil is utilized. The electronic device includes an electromagnet driving circuit for generating magnetism by driving electromagnets by applying a voltage in a level and a direction necessary for the electromagnet.

도 2는 종래기술에 따른 전자석 구동회로의 도면이다. 전자석 구동회로는 입력전압원(Vs), 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4) 그리고 전자석(200)을 포함한다. 입력전압원은(Vs) 전자석 구동회로에 일정한 크기의 입력전압(Vin)을 공급한다. 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)는 외부의 제어에 따라 입력된 입력전압(Vin) 중 필요한 레벨과 방향으로 제어된 구동전압(Vo)이 전자석에 인가되도록 스위칭동작을 수행한다. 전자석(200)은, 각 스위치(S1, S2, S3, S4)의 스위칭동작에 따라 입력되는 구동전압(Vo)의 레벨에 따라 흐르는 구동전류(io)에 의해 자성을 발생시킨다.2 is a view of an electromagnet driving circuit according to the prior art. The electromagnet driving circuit includes an input voltage source (Vs), a plurality of switches (S1, S2, S3, S4) and an electromagnet (200). The input voltage source supplies the input voltage Vin of a constant magnitude to the (Vs) electromagnet driving circuit. The plurality of switches S1, S2, S3, and S4 perform a switching operation so that a driving voltage Vo controlled in a required level and direction of the input voltage Vin input according to external control is applied to the electromagnet. The electromagnet 200 generates magnetism by the driving current io flowing according to the level of the driving voltage Vo input in accordance with the switching operation of each of the switches S1, S2, S3, and S4.

도 3은 도 2의 회로를 이용하여 스위치의 온/오프 비율을 이용하여 원하는 레벨의 전류로 제어하는 경우로서, 입력전압(Vi)에 대해 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)는 온/오프 되는 시간 비율을 이용하여 전자석(200)에 인가되는 평균 전압 및 전류의 레벨을 제어하는 경우의 입력전압(Vin), 구동전압(Vo) 및 구동전류(io)의 파형도가 도시된다.FIG. 3 shows a case where a current of a desired level is controlled by using the on / off ratio of the switch by using the circuit of FIG. 2. A plurality of switches S1, S2, S3, The waveforms of the input voltage Vin, the drive voltage Vo and the drive current io when the average voltage and current level applied to the electromagnet 200 are controlled by using the ratio of the time when the electromagnet 200 is turned on / off.

(1)파형(300)은 스위치(S1, S2, S3 및 S4)의 온/오프 파형도이며, (2)파형(301)은 구동전압(Vo)의 파형도이고, (3)파형(303)은, 전자석(200)의 코일에 흐르는 구동전류(io)의 파형도이다. 0~T1, T2~T3 및 T4~T5구간 등에서, 스위치 S1과 S2가 온(on)되면, 구동전압(Vo)은 정방향의 입력전압(Vi)의 크기를 갖는다. T1~T2, T3~T4, T5~T6 구간 등에서 스위치 S3과 S4가 온되면 구동전압(Vo)은 방향이 반대로 전환된 입력전압(-Vi)의 크기를 갖는다. S1과 S2가 온되어 있는 시간 동안 전자석의 코일에 흐르는 구동전류(io)의 레벨이 점점 높아지며, S3과 S4가 온되어 있는 시간 동안 구동전류(io)의 레벨은 점점 낮아진다. 즉, 전자석 구동회로는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)가 온/오프되는 시간의 비율을 조정함으로써 전자석(200)에 인가되는 전류의 레벨을 조절할 수 있다.(1) Waveform 300 is an on / off waveform diagram of switches S1, S2, S3 and S4; (2) Waveform 301 is a waveform diagram of driving voltage Vo; Is a waveform diagram of the drive current io flowing through the coil of the electromagnet 200. As shown in Fig. When the switches S1 and S2 are turned on in a period from 0 to T1, T2 to T3 and T4 to T5, the drive voltage Vo has the magnitude of the positive input voltage Vi. When the switches S3 and S4 are turned on in the periods T1 to T2, T3 to T4, and T5 to T6, the driving voltage Vo has the magnitude of the inverted input voltage -Vi. The level of the driving current io flowing through the coils of the electromagnets gradually increases for the time period where S1 and S2 are ON and the level of the driving current io gradually decreases during the time period when S3 and S4 are ON. That is, the electromagnet driving circuit can regulate the level of the current applied to the electromagnet 200 by adjusting the ratio of the time when the plurality of switches S1, S2, S3, S4 are turned on / off.

스위치(S1, S2, S3, S4)의 온/오프 비율로 전압 및 전류의 레벨을 조정하는 경우, 스위칭에 따라 발생할 수 있는 리플을 방지하기 위해 스위치(S1, S2, S3, S4)의 온/오프를 최대한 높은 주파수에서 반복적으로 수행하여야 한다. 하지만, 스위칭이 높은 주파수에서 일어나면, 스위칭 써지에 따른 EMI노이즈로 인해 구동전압(Vo)의 레벨을 높이 올리기 어렵고, 전자석(200)의 코일에서는 그 저항성분으로 인해 열이 발생하고, 전자석(200)의 코어에서는 히스테리시스 손실로 인한 열이 발생하는 등 각종 손실로 인해 큰 제어 전압이 요구된다. 특히 히스테리시스 손실은 전자석(200)에 인가되는 AC전압의 주파수에 비례하기 때문에 자기력으로 물체를 부상시키는 경우, 부상시키는 물체가 클 수록, 즉, 발생해야 하는 자기력이 강할수록 코어에서 더 큰 손실이 발생하는 문제가 있다.S2, S3 and S4 of the switches S1, S2, S3 and S4 in order to prevent ripples which may occur in accordance with the switching when adjusting the voltage and current levels at the on / Off should be repeatedly performed at as high a frequency as possible. However, when the switching occurs at a high frequency, it is difficult to raise the level of the driving voltage Vo due to the EMI noise due to the switching surge. In the coil of the electromagnet 200, heat is generated due to the resistance component, A large control voltage is required due to various losses such as heat generated due to loss of hysteresis in the core of the transistor. Particularly, since the hysteresis loss is proportional to the frequency of the AC voltage applied to the electromagnet 200, when the object is floated by magnetic force, the larger the object to be lifted, that is, the stronger the magnetic force to be generated, There is a problem.

도 4는 도 2의 회로를 이용하여 스위치의 선형적 특성을 이용하여 전자석에 흐르는 전류의 양을 직접적으로 제어하는 경우로서, 스위치(S1, S2, S3, S4)는 예컨대, 인가되는 전압의 레벨에 따라 선형적으로 전류를 흐르게 하는 모스펫(MOSFET)소자로 구성된다. 입력전압(Vi)의 레벨은 고정되며, 제어부가 스위치(S1, S2, S3, S4)를 제어하여 전자석(200)에 인가되는 전압(Vo)의 레벨을 조절하는 경우의 입 출력 전압 파형이 도시된다.Fig. 4 shows a case where the amount of current flowing through the electromagnet is directly controlled by using the linear characteristic of the switch using the circuit of Fig. 2, and the switches S1, S2, S3 and S4 are, for example, And a MOSFET device that allows a current to flow linearly according to the current. Output voltage waveform when the level of the input voltage Vi is fixed and the control unit controls the switches S1, S2, S3 and S4 to adjust the level of the voltage Vo applied to the electromagnet 200, do.

도 4의 경우, 스위치(S1, S2, S3, S4)를 선형 구간에서 동작시키게 되므로 스위칭이 반복적으로 수행되지는 않는다. 하지만, 회로에 인가된 입력전압(Vi)을 스위치(S1, S2, S3, S4)에서 조절하고, 조절된 구동 전압(Vo)이 전자석에 인가된다. 전자석에 인가되는 전압(Vo)과 스위치(S1, S2, S3, S4)에 인가되는 전압(V1-V4)의 합이 입력 전압(Vi)와 거의 같게 된다. 따라서 스위치(S1, S2, S3, S4)에 높은 레벨의 전압(V1-V4)이 인가됨에 따라 손실되는 전력이 커지게 되며, 전자석(200)을 통해 흐르는 구동전류(io)의 양이 커질수록 손실 역시 비례하여 커지게 되는 문제가 있다.In the case of FIG. 4, since the switches S1, S2, S3, and S4 operate in the linear region, switching is not repeatedly performed. However, the input voltage Vi applied to the circuit is regulated in the switches S1, S2, S3 and S4, and the regulated drive voltage Vo is applied to the electromagnet. The sum of the voltage Vo applied to the electromagnet and the voltages V1-V4 applied to the switches S1, S2, S3 and S4 becomes substantially equal to the input voltage Vi. Therefore, power loss is increased by applying the high-level voltages V1-V4 to the switches S1, S2, S3, and S4. As the amount of the driving current io flowing through the electromagnet 200 increases There is also a problem that the loss also increases proportionally.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자석에 인가되는 구동전압의 크기를 제어하는 제어부와 구동전압의 방향을 제어하는 제어부를 분리함으로써, 스위칭동작에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화할 수 있는 구동회로장치 및 그 구동회로장치를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an electromagnet which can minimize a power loss caused by a switching operation by separating a control unit for controlling the magnitude of the driving voltage applied to the electromagnet, A driving circuit device and an electronic device including the driving circuit device.

상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자석 구동회로 장치에 있어서, 구동전압을 출력하는 전압출력부; 상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석; 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부; 상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 방향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및 상기 전자석에 인가할 상기 구동전압의 부호를 결정하고, 상기 결정된 구동전압의 부호에 따라 상기 구동전류의 방향이 전환되도록 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 방향제어부를 포함하는 전자석 구동회로 장치가 제공된다. 이에 의하여, 스위칭동작에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electromagnet driving circuit device comprising: a voltage output unit for outputting a driving voltage; An electromagnet which generates magnetism by a change in a driving current flowing when the driving voltage is applied; A voltage control unit for controlling the voltage output unit such that a level of the magnetic force generated by the electromagnet is a reference magnetic level; At least one switch connected to the electromagnet to switch the direction of the driving current so as to be selectively switched; And a direction control unit for determining the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet and controlling the at least one switch so that the direction of the drive current is switched according to the sign of the determined drive voltage do. Thus, the power loss caused by the switching operation is minimized.

상기 기준자성레벨과 상기 발생되는 자성의 레벨의 차이에 대응하는 레벨 및 부호를 갖는 차이신호를 PID제어기로 출력하는 차이감지부; 및 상기 차이신호의 레벨에 관한 정보를 포함하는 레벨신호를 상기 전압제어부로 출력하고, 상기 차이신호의 부호에 관한 정보를 포함하는 부호신호를 상기 방향제어부로 출력하는 PID제어기를 더 포함함으로써, 기준레벨과 현재레벨을 비교하여 구동전압의 레벨과 부호를 제어하는 구성이 마련된다.A difference detector for outputting a difference signal having a level and a sign corresponding to the difference between the reference magnetic level and the generated magnetic level to the PID controller; And a PID controller for outputting a level signal including information on the level of the difference signal to the voltage control unit and outputting a sign signal including information on the sign of the difference signal to the direction control unit, A level and a sign of the driving voltage are controlled by comparing the level and the current level.

상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 더 포함함으로써, 현재자성레벨을 감지하는 구성이 마련된다.And a first sensor unit sensing the level of the magnetic force generated by the electromagnet and outputting the sensed level to the difference sensing unit, thereby detecting a current magnetic level.

상기 전압제어부는 삼각파를 출력하는 삼각파발생부; 및 상기 레벨신호에 기초하여 상기 삼각파를 상기 차이신호의 레벨에 대응하는 듀티를 가지는 PWM(pulse width modulated)신호로 변환하여 상기 전압출력부로 출력하는 PWM신호발생기를 포함함으로써, 차이신호의 레벨에 대응하여 구동전압의 레벨을 조정할 수 있다.Wherein the voltage control unit comprises: a triangle wave generator for outputting a triangle wave; And a PWM signal generator for converting the triangle wave into a pulse width modulated (PWM) signal having a duty corresponding to the level of the difference signal and outputting the pulse width modulated signal to the voltage output unit based on the level signal, So that the level of the driving voltage can be adjusted.

상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함함으로써, 전압의 레벨을 PWM신호의 듀티로 조정할 수 있다.The voltage output unit may include a converter for adjusting the level of the driving voltage to correspond to the duty of the PWM signal, thereby adjusting the level of the voltage to the duty of the PWM signal.

상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정함으로써, 구동전압의 부호를 제어하는 구성이 별도로 마련된다.And the direction control unit is provided with a configuration for controlling the sign of the driving voltage by determining the sign of the driving voltage based on the sign signal.

상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전자석의 일단에 연결되는 제1스위치와 상기 전자석의 타단에 연결된 제2스위치를 포함하는 H브릿지 회로로 구성됨으로써, 효율적으로, 전자석에 인가되는 구동전압의 방향을 변경할 수 있다.The at least one switch is configured by an H-bridge circuit including a first switch connected to one end of the electromagnet and a second switch connected to the other end of the electromagnet, thereby effectively changing the direction of the drive voltage applied to the electromagnet have.

외부로부터 수신된 교정정보에 기초하여 상기 기준자성레벨을 산출하고, 상기 산출된 기준자성레벨에 대한 정보를 포함하는 기준신호를 상기 전압제어부로 출력하는 기준자성생성부를 더 포함함으로써, 물체의 자기부상상태를 교정하기 위한 구성이 마련된다.Further comprising a reference magnetic generation section for calculating the reference magnetic level based on the calibration information received from the outside and outputting a reference signal including information on the calculated reference magnetic level to the voltage control section, A configuration for calibrating the state is provided.

상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자장치에 있어서, 적어도 하나의 기능을 수행하는 본체부; 상기 본체부를 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자입력수신부; 상기 사용자입력수신부가 거치되며, 상기 거치된 사용자입력수신부를 자기 부상시키는 거치부를 포함하며, 상기 거치부는: 구동전압을 출력하는 전압출력부; 상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석; 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부; 상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 반향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및 상기 전자석에 인가할 상기 구동전압의 부호를 결정하고, 상기 결정된 구동전압의 부호에 따라 상기 구동전류의 방향이 전환되도록 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 방향제어부를 포함하는 전자장치가 제공된다. 이에 의하여, 스위칭동작에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an electronic device comprising: a main body for performing at least one function; A user input receiving unit for receiving a user input for controlling the main body unit; And a mounting portion for mounting the user input receiving portion and for floating the mounted user input receiving portion, wherein the mounting portion includes: a voltage output portion for outputting a driving voltage; An electromagnet which generates magnetism by a change in a driving current flowing when the driving voltage is applied; A voltage control unit for controlling the voltage output unit such that a level of the magnetic force generated by the electromagnet is a reference magnetic level; At least one switch coupled to the electromagnet for switching the echo of the drive current to be selectively switched; And a direction control section for determining the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet and controlling the at least one switch so that the direction of the drive current is switched in accordance with the sign of the determined drive voltage. Thus, the power loss caused by the switching operation is minimized.

상기 거치부는 상기 기준자성레벨과 상기 발생되는 자성의 레벨의 차이에 대응하는 레벨 및 부호를 갖는 차이신호를 PID제어기로 출력하는 차이감지부; 및 상기 차이신호의 레벨에 관한 정보를 포함하는 레벨신호를 상기 전압제어부로 출력하고, 상기 차이신호의 부호에 관한 정보를 포함하는 부호신호를 상기 방향제어부로 출력하는 PID제어기를 포함함으로써, 기준레벨과 현재레벨을 비교하여 구동전압의 레벨과 부호를 제어하는 구성이 마련된다.The mounting unit may include a difference sensing unit that outputs a difference signal having a level and a sign corresponding to a difference between the reference magnetic level and the generated magnetic level to a PID controller; And a PID controller for outputting a level signal including information on the level of the difference signal to the voltage control unit and outputting a sign signal including information on the sign of the difference signal to the direction control unit, And the current level are compared with each other to control the level and sign of the driving voltage.

상기 거치부는 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 포함함으로써, 현재자성레벨을 감지하는 구성이 마련된다.The mounting portion includes a first sensor portion for sensing a level of magnetism generated by the electromagnet and outputting the sensed level to the difference sensing portion, thereby detecting a current magnetic level.

상기 전압제어부는 삼각파를 출력하는 삼각파발생부; 및 상기 레벨신호에 기초하여 상기 삼각파를 상기 차이신호의 레벨에 대응하는 듀티를 가지는 PWM(pulse width modulated)신호로 변환하여 상기 전압출력부로 출력하는 PWM신호발생부를 포함함으로써, 차이신호의 레벨에 대응하여 구동전압의 레벨을 조정할 수 있다.Wherein the voltage control unit comprises: a triangle wave generator for outputting a triangle wave; And a PWM signal generator for converting the triangle wave into a pulse width modulated (PWM) signal having a duty corresponding to the level of the difference signal and outputting the signal to the voltage output unit based on the level signal, So that the level of the driving voltage can be adjusted.

상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함함으로써, 전압의 레벨을 PWM신호의 듀티로 조정할 수 있다.The voltage output unit may include a converter for adjusting the level of the driving voltage to correspond to the duty of the PWM signal, thereby adjusting the level of the voltage to the duty of the PWM signal.

상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정함으로써, 구동전압의 부호를 제어하는 구성이 별도로 마련된다.And the direction control unit is provided with a configuration for controlling the sign of the driving voltage by determining the sign of the driving voltage based on the sign signal.

상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전자석의 일단에 연결되는 제1스위치와 상기 전자석의 타단에연결된 제2스위치를 포함하는 H브릿지 회로로 구성됨으로써, 효율적으로, 전자석에 인가되는 구동전압의 방향을 변경할 수 있다.The at least one switch is configured by an H-bridge circuit including a first switch connected to one end of the electromagnet and a second switch connected to the other end of the electromagnet, thereby effectively changing the direction of the driving voltage applied to the electromagnet have.

상기 사용자입력수신부는, 상기 사용자입력수신부의 부상상태를 센싱하는 제2센서부를 포함함으로써, 사용자입력수신부의 부상상태의 교정이 필요한지 여부를 판단할 수 있는 구성이 마련된다.The user input receiving unit includes a second sensor unit that senses a floating state of the user input receiving unit to thereby determine whether the floating state of the user input receiving unit needs to be calibrated.

상기 사용자입력수신부는, 상기 사용자입력수신부의 기준부상상태를 설정하고, 상기 센싱된 부상상태와 상기 설정된 기준 부상상태의 차이에 대응하여 교정정보를 생성하며, 상기 생성된 교정정보를 상기 거치부로 출력하는 위치제어기를 포함하고, 상기 거치부는, 상기 수신된 교정정보에 기초하여 상기 기준자성레벨을 산출하고, 상기 산출된 기준자성레벨에대한 정보를 포함하는 기준신호를 상기 전압제어부로 출력하는 기준자성생성부를 더 포함함으로써, 사용자입력수신부의 부상상태를 교정할 수 있다.Wherein the user input receiving unit sets a reference floating state of the user input receiving unit and generates calibration information corresponding to the difference between the sensed floating state and the set reference floating state and outputs the generated calibration information to the mounting unit Wherein the reference unit calculates a reference magnetic level based on the received calibration information and outputs a reference signal including information on the calculated reference magnetic level to the voltage control unit, The floating state of the user input receiving unit can be corrected by further including the generating unit.

상기한 바와 같이, 전자석에 인가되는 구동전압의 크기를 제어하는 제어부와 구동전압의 방향을 제어하는 제어부를 분리함으로써, 스위칭동작에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화된다.As described above, by separating the control unit for controlling the magnitude of the drive voltage applied to the electromagnet and the control unit for controlling the direction of the drive voltage, the power loss caused by the switching operation is minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 예를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 전자석 구동회로의 회로도를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 입출력 전압 및 전류 파형도를 도시한다.
도 4는 종래 기술에 따른 전자석 구동회로의 입출력 전압 파형도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 블록도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 PWM신호의 파형도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도에 따른 파형도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 자기부상된 사용자명령입력부의 부상자세를 교정하는 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 사용자명령입력부의 부상자세에 기초하여 전자장치를 제어하는 예를 도시한다.1 shows an example of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
2 shows a circuit diagram of an electromagnet driving circuit according to the prior art.
3 shows input and output voltage and current waveforms according to the prior art.
Fig. 4 shows input / output voltage waveforms of an electromagnet driving circuit according to the prior art.
5 shows a block diagram of a drive circuit device according to an embodiment of the present invention.
6 shows a circuit diagram of a drive circuit device according to an embodiment of the present invention.
7 is a waveform diagram of a PWM signal of the driving circuit device according to an embodiment of the present invention.
8 is a waveform diagram according to a circuit diagram of a driving circuit apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows an example of correcting the floating posture of a user command input portion magnetically levitated according to an embodiment of the present invention.
10 shows an example of controlling an electronic device based on a floating attitude of a user command input portion of an electronic device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 이하 실시예들의 설명에서는 첨부된 도면들에 기재된 사항들을 참조하는 바, 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.If the term includes an ordinal such as a first component, a second component, or the like in the embodiment, such term is used to describe various components, and the term is used to distinguish one component from another And these components are not limited in meaning by their terms. The terms used in the embodiments are applied to explain the embodiments, and do not limit the spirit of the present invention.

이하 실시예들에 의해 설명되는 본 발명의 사상은 전자석을 구동함으로써 발생한 자기력으로 물체를 자기부상시키는 전자장치에 적용될 수 있다. The spirit of the present invention described by the embodiments below can be applied to an electronic device that magnetically levitates an object with a magnetic force generated by driving an electromagnet.

도 1은 본 발명에 따른 전자장치의 예를 도시한다.1 shows an example of an electronic device according to the present invention.

전자장치는 본체부(100), 사용자명령입력부(101) 및 거치부(103)를 포함한다. The electronic device includes a body portion 100, a user command input portion 101, and a mounting portion 103. [

본체부(100)는 컨텐츠를 사용자에게 제공하며, 제공되는 컨텐츠에 관한 적어도 하나의 기능을 수행한다. 도 1을 참조하면, 본체부(100)는 TV로서 구현될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예로서, 본체부(100)는 태블릿, 모바일 폰, 멀티미디어 재생기, 전자액자, 디지털 광고판, LFD, 셋탑박스 등 사용자 명령에 따라 기능을 제공할 수 있는 다양한 전자장치로 구현될 수 있다. 본체부(100)는 사용자명령입력부(101)로부터 수신된, 사용자명령에 따른 기능을 수행한다.The main body 100 provides the content to the user and performs at least one function related to the provided content. Referring to FIG. 1, the main body 100 may be implemented as a TV. As another embodiment of the present invention, the main body 100 may be implemented with various electronic devices capable of providing functions according to user commands such as a tablet, a mobile phone, a multimedia player, an electronic frame, a digital billboard, an LFD, . The main body unit 100 performs functions according to a user command received from the user command input unit 101. [

사용자명령입력부(101)는 본체부(100)를 제어하기 위한 사용자입력을 본체부(100)로 전송한다. 사용자명령입력부(101)는 다수의 입력키 및 기능키들을 포함하는 조작 패널을 통해 조작 명령을 직접 수신할 수 있다. 상기 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키, 홈버튼, 단축키 등을 포함할 수 있으며, 구현에 따라 다양한 문자를 입력하도록 구성될 수 있다. 또한, 사용자명령입력부(101)는 사용자의 터치입력을 수신하는 터치패드 또는 터치스크린을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예로서, 사용자명령입력부(101)는 사용자의 음성 명령을 인식하기 위한 마이크 등 사용자음성인식부를 구비할 수 있다. 사용자명령입력부(101)는 인식된 사용자의 음성 명령에 대응하는 커맨드를 본체부(100)로 전송한다. The user command input unit 101 transmits a user input for controlling the main body unit 100 to the main body unit 100. The user command input unit 101 can directly receive an operation command through an operation panel including a plurality of input keys and function keys. The function keys may include a direction key, a side key, a home button, a shortcut key, and the like configured to perform a specific function, and may be configured to input various characters according to the implementation. Also, the user command input unit 101 may include a touch pad or a touch screen for receiving a user's touch input. As a further embodiment, the user command input unit 101 may include a user voice recognition unit such as a microphone for recognizing voice commands of the user. The user command input unit 101 transmits a command corresponding to the recognized voice command of the user to the main body unit 100.

다른 일 실시예로서, 사용자음성인식부는 본체부(100)에 마련될 수 있다. 사용자는 음성 명령을 본체부(100)에 직접 발화하며, 본체부(100)는 사용자음성인식부를 통해 인식된 사용자의 음성 명령에 대응하는 기능을 수행한다. As another embodiment, the user voice recognition unit may be provided in the main body unit 100. [ The user directly utters a voice command to the main body 100, and the main body 100 performs a function corresponding to the voice command of the user recognized through the user voice recognition unit.

사용자명령입력부(101)는 소정의 조건이 만족되면, 거치부(103)로부터 자기부상된다. 소정의 조건은 사용자의 자기부상을 명령하는 입력의 수신, 사용자가 사용자명령입력부(101) 또는 거치부(103)로부터 소정 거리 이내로 진입, 본체부(100) 또는 사용자명령입력부(101)의 전원이 켜짐, 본체부(100) 또는 사용자명령입력부(101)에 자기부상에 관련된 기능 및/또는 어플리케이션이 실행됨 중 적어도 하나를 포함한다. When the predetermined condition is satisfied, the user command inputting section 101 is magnetically floated from the stationary section 103. The predetermined condition is that the user inputs an instruction to command the magnetic levitation and the user enters within a predetermined distance from the user command input unit 101 or the mounting unit 103 and the power of the main body unit 100 or the user command input unit 101 And the function and / or the application related to the magnetic levitation is executed in the main body unit 100 or the user command input unit 101.

일 예로서, 자기부상을 명령하는 사용자 입력은 버튼, 키패드, 터치패드 등 사용자의 직접 조작을 통해 사용자명령입력부(101)로 입력된다. 예컨대, 사용자가 사용자명령입력부(101)의 자기부상을 명령하는 버튼을 누르면 사용자명령입력부(101)는 자기부상된다. 사용자명령입력부(101) 또는 본체부(100)는 사용자의 음성명령을 수신할 수 있다. 사용자가 자기부상을 위한 특정 키워드를 음성으로 명령하면, 사용자명령입력부(101)는 인식된 키워드에 따라 자기부상된다.As an example, a user input for commanding a magnetic levitation is input to the user command input unit 101 through a user's direct operation such as a button, a keypad, or a touch pad. For example, when the user presses a button for instructing magnetic levitation of the user command input unit 101, the user command input unit 101 is magnetically levitated. The user command input unit 101 or the main body unit 100 may receive a voice command of the user. When the user vocalizes a specific keyword for magnetic levitation, the user command input unit 101 is magnetically levitated according to the recognized keyword.

다른 일 예로서, 본체부(100) 또는 사용자명령입력부(101)는 사용자의 제스처명령을 수신하기 위한 카메라 등 동작감지센서를 추가적으로 구비할 수 있다. 사용자가 제스쳐 등으로 사용자명령입력부(101)를 자기부상 시키기 위한 명령이 감지되면, 사용자명령입력부(101)는 자기부상된다. As another example, the main body 100 or the user command input unit 101 may further include a motion detection sensor such as a camera for receiving a gesture command of a user. When the user detects a command to levitate the user command input unit 101 with a gesture or the like, the user command input unit 101 is magnetically levitated.

다른 일 예로서, 자기부상과 관련된 본체부(100) 또는 사용자명령입력부(101)의 기능 및 어플리케이션 중 적어도 하나의 실행에 따라 사용자명령입력부(101)가 자기부상될 수 있다. 예컨대, 사용자명령입력부(101)는 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태를 감지하고, 감지된 자기부상상태에 대응하는 커맨드를 포함하는 신호를 본체부(100)로 전송할 수 있다. 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태를 감지하기 위한 기능이 활성화 된 경우, 사용자명령입력부(101)는 자기부상된다. As another example, the user command input unit 101 may be magnetically levitated according to execution of at least one of functions and applications of the main body unit 100 or the user command input unit 101 related to the magnetic levitation. For example, the user command input unit 101 may detect the magnetic levitation state of the user command input unit 101 and may transmit a signal including the command corresponding to the sensed magnetic levitation state to the main body unit 100. When the function for detecting the magnetic levitation state of the user command input unit 101 is activated, the user command input unit 101 is magnetically levitated.

본 발명의 일 실시예에 다른 본체부(100), 사용자명령입력부(101) 및 거치부(103) 중 적어도 하나는 사용자가 소정 거리 이내로 진입했는지 감지할 수 있는 카메라가 구비된 센서부가 구비될 수 있다. 센서부는 사용자의 신체 중 적어도 일부의, 예컨대 손, 이 접근여부를 감지할 수 있다. 사용자명령입력부(101)는 사용자 신체 중 적어도 일부가 소정 거리 이내 접근됨에 기초하여 자기부상된다.At least one of the main body 100, the user command input unit 101, and the mounting unit 103 according to an embodiment of the present invention may include a sensor unit having a camera capable of detecting whether the user has entered a predetermined distance have. The sensor unit may sense whether at least a part of the user's body, e.g., a hand, is approaching. The user command input unit 101 is magnetically levitated based on at least a part of the user's body being approached within a predetermined distance.

다른 실시예로서, 사용자명령입력부(101)는 사용자가 접근한 거리에 대응하는 높이로 자기부상될 수 있다. 예컨대, 사용자가 사용자명령입력부(101)로부터 제1거리만큼 떨어진 상태에서 본체부(100) 전원을 온(ON)시키면, 사용자명령입력부(101)가 자기부상된다. 이어서 사용자가 사용자명령입력부(101)로부터 제1거리보다 가까운 제2거리로 다가오면, 사용자명령입력부(101)의 높이를 낮출 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 사용자명령입력부(101)는 사용자의 위치에 따라 다양한 높이로 사용자명령입력부(101)의 자기부상을 제어할 수 있다.In another embodiment, the user command input unit 101 may be magnetically levitated at a height corresponding to the distance the user approaches. For example, when the user turns on the power of the main body 100 while being separated from the user command input unit 101 by the first distance, the user command input unit 101 is floated. Then, if the user approaches the second distance from the user command input unit 101 by a distance shorter than the first distance, the height of the user command input unit 101 may be reduced, but the present invention is not limited thereto. The user command input unit 101 can control the magnetic levitation of the user command input unit 101 at various heights according to the position of the user.

또 다른 일 실시예로서, 사용자명령입력부(101)는 사용자의 자세에 대응하는 높이로 자기부상될 수 있다. 예컨대, 사용자명령입력부(101) 또는 본체부(100)는 사용자가 서있는 상태인지, 앉아있는 상태인지, 또는 누워있는 상태인지 감지할 수 있는 센서부를 구비할 수 있다. 사용자명령입력부(101)의 자기부상되는 높이는 사용자가 사용자명령입력부(101)를 조작하기 편한 위치로 조정될 수 있다.In another embodiment, the user command input unit 101 may be magnetically levitated at a height corresponding to the user's posture. For example, the user command input unit 101 or the main body unit 100 may include a sensor unit that can sense whether the user is standing, sitting, or lying down. The height of the user command input unit 101 to be levitated can be adjusted to a position where the user can easily operate the user command input unit 101. [

소정의 조건이 만족되었는지를 감지한 사용자명령입력부(101), 본체부(100) 및 거치부(103) 중 어느 하나는 자기부상을 위한 정보를 다른 전자장치(1)의 다른 구성요소로 전달한다. 예컨대, 사용자명령입력부(101)가 사용자가 소정의 거리 이내로 가까이 접근하면, 사용자가 접근하였음을 알리는 정보를 거치부(103)와 본체부(100)로 전달한다. 정보를 수신한 거치부(103) 및 본체부(100)는 사용자명령입력부(101)와 동기화하여 자기부상을 위한 동작을 수행한다.사용자명령입력부(101)는 자기부상을 위해 자기력을 생성 및 방출하기 위한 영구자석 및 전자석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Any one of the user command input unit 101, the main body unit 100, and the mounting unit 103 that senses whether a predetermined condition is satisfied, transmits information for magnetic levitation to other components of the other electronic device 1 . For example, when the user command input unit 101 approaches the user within a predetermined distance, the user command input unit 101 transmits the information indicating that the user has approached the setting unit 103 and the main body unit 100. The receiving section 103 and the main body section 100 receiving the information perform operations for magnetic levitation in synchronization with the user command input section 101. The user command input section 101 generates and emits magnetic force And at least one of a permanent magnet and an electromagnet.

거치부(103)는 사용자명령입력부(101)를 거치시키고, 거치된 사용자명령입력부(101)를 자기부상시킨다. 거치부(103)는 구동회로장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 거치부(103)의 전자석과 사용자명령입력부(101)는 서로 같은 극성의 자성을 발생시킬 수 있으며, 각 자기력으로부터 발생된 척력에 의해 사용자명령입력부(101)가 부상된다. 본 발명의 일 실시예에서, 거치부(103)는 사용자의 자기부상을 수행하라는 입력이 있거나, 그 밖에 미리 정해진 다른 특정 조건이 만족되는 때, 사용자명령입력부(101)를 자기부상시킬 수 있다. The mounting portion 103 mounts the user command input portion 101 and magnetically floats the mounted user command input portion 101. The mounting portion 103 may include a driving circuit device. In one embodiment of the present invention, the electromagnet of the mounting portion 103 and the user command input portion 101 can generate magnetism of the same polarity from each other, and the repulsive force generated from each magnetic force causes the user command input portion 101 to float do. In one embodiment of the present invention, the mount 103 may magnetically levitate the user command input 101 when there is an input to perform a magnetic levitation of the user, or when another predetermined condition is met.

다른 일실시예에서, 거치부(103)는 사용자명령입력부(101)에서 발생하는 자기력과 서로 끌어당기는 자기력을 발생시키는 전자석을 적어도 하나 이상 더 포함할 수 있다. 추가적으로 마련된 전자석은 거치부(103)의 전자석과 사용자명령입력부(101)의 영구자석이 서로를 밀어 사용자명령입력부(101)가 자기부상된 상태에서, 사용자명령입력부(101)를 당기는 인력을 발생시킴으로써 사용자명령입력부(101)의 자기부상자세를 고정할 수 있다. 다른 일실시예에 따라, 사용자명령입력부(101)의 부상자세를 고정하기 위해 거치부(103)에 복수의 전자석이 마련되며, 복수의 전자석은 각각 대응하도록 마련된 복수의 구동회로장치에 의해 구동되거나, 하나의 구동회로장치가 복수의 전자석 각각을 구동할 수 있다.In another embodiment, the mounting portion 103 may further include at least one or more electromagnets for generating a magnetic force generated in the user command input portion 101 and a magnetic force attracting each other. The electromagnet provided additionally generates an attracting force for pulling the user command input section 101 in a state where the electromagnet of the mounting section 103 and the permanent magnet of the user command input section 101 push each other and the user command input section 101 is magnetically levitated The magnetic levitation posture of the user command input unit 101 can be fixed. According to another embodiment, a plurality of electromagnets may be provided in the mounting portion 103 to fix the lifting posture of the user command input portion 101, and the plurality of electromagnets may be driven by a plurality of driving circuit devices provided corresponding to each other , One drive circuit device can drive each of the plurality of electromagnets.

이하에서는, 도면을 참조하여 구동회로장치의 구성과 효과에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure and effects of the drive circuit device will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 블록도를 도시하며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도를 도시한다.FIG. 5 shows a block diagram of a driving circuit device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a circuit diagram of a driving circuit device according to an embodiment of the present invention.

구동회로장치는 전압출력부(501), 전자석(505), 전압제어부(500), 스위치부(503), 방향제어부(507)를 포함한다. 구동회로장치는 센서부(509), 차이감지부(511), PID제어기(510) 및 입력전원부(Vs) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The drive circuit device includes a voltage output section 501, an electromagnet 505, a voltage control section 500, a switch section 503, and a direction control section 507. The driving circuit device may further include at least one of a sensor unit 509, a difference sensing unit 511, a PID controller 510, and an input power source unit Vs.

입력전원부(Vs)는 외부로부터 입력되는 전압을 구동회로장치에서 사용되는 전압으로 컨버팅한 입력전압을 구동회로장치에 전달한다. The input power supply unit (Vs) transfers an input voltage obtained by converting a voltage input from the outside into a voltage used in the drive circuit device to the drive circuit device.

전압출력부(501)는 전압제어부(500)의 제어에 따라 입력전원부(Vs)로부터 입력된 입력전압의 레벨을 변경하고, 변경된 레벨의 전압을 전자석(505)에 구동전압으로 인가한다. 전압출력부(501)는 전압제어부(500)로부터 입력되는 제어신호에 기초하여 입력전압의 레벨을 변경한다. 본 발명의 일예로서, 전압제어부(500)에서 출력되는 제어신호는 예컨대, 일정한 듀티를 갖는 PWM(pulse width modulated)신호를 포함한다. 전압출력부(501)는 수신된 PWM신호의 듀티비에 대응하도록 구동전압의 레벨을 조절하기 위해 컨버터를 포함할 수 있다. 컨버터는 적어도 하나의 스위치, 다이오드(D), 인덕터(L) 및 콘덴서(C)를 포함하는 업컨버터 또는 다운컨버터로 구성될 수 있다.The voltage output unit 501 changes the level of the input voltage inputted from the input power supply unit Vs under the control of the voltage control unit 500 and applies the voltage of the changed level to the electromagnet 505 as the driving voltage. The voltage output unit 501 changes the level of the input voltage based on the control signal input from the voltage control unit 500. [ As an example of the present invention, the control signal output from the voltage controller 500 includes a pulse width modulated (PWM) signal having a constant duty, for example. The voltage output section 501 may include a converter for adjusting the level of the driving voltage to correspond to the duty ratio of the received PWM signal. The converter may comprise an up-converter or down-converter comprising at least one switch, a diode (D), an inductor (L) and a capacitor (C).

스위치부(503)는 전자석(505)에 연결되며, 방향제어부(507)의 제어에 따라 구동전류의 방향이 선택적으로 전환되도록 스위칭한다. 스위치부(503)는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 스위치부(503)는 코일의 일단에 연결되는 제1스위치(503), 제4스위치(503)와 타단에 연결되는 제3스위치(503) 및 제2스위치(503)를 포함하는 H브릿지회로로 구성될 수 있다. 제1스위치(503)와 제2스위치(503)가 온 상태가 되면 전류는 양의 방향으로 흐르고, 제3스위치(503)와 제4스위치(503)가 온 상태가 되면 전류는 음의 방향으로 흐르게 된다.The switch unit 503 is connected to the electromagnet 505 and switches the direction of the drive current to be selectively switched according to the control of the direction control unit 507. [ The switch unit 503 includes at least one switch. The switch unit 503 includes a first switch 503 connected to one end of the coil, a fourth switch 503, a third switch 503 connected to the other end, and a second switch 503 ). ≪ / RTI > When the first switch 503 and the second switch 503 are turned on, the current flows in the positive direction. When the third switch 503 and the fourth switch 503 are turned on, the current flows in the negative direction Flow.

전자석(505)은 코어에 코일을 감아 구성된다. 전자석(505)은 인가된 구동전압에 의해 코일에 전류가 흐르면, 흐르는 전류의 변화에 따라 자성을 발생시킨다. 일 예로서, 코어는 누설자속을 최소화하고 프린징 효과를 최소화하기 위한 강자성체인 페라이트 코어, 퍼멀로이 코어 등으로 구현될 수 있다. 코일은 전류가 잘 흐르기 위해 구리선과 같이 도선과 같은 재질로 구현될 수 있다.The electromagnet 505 is constituted by winding a coil around the core. The electromagnet 505 generates magnetism in accordance with the change of the current when a current flows through the coil by the applied driving voltage. As one example, the core may be embodied as a ferrite core, a permalloy core, or the like, which is a ferromagnetic material for minimizing a leakage flux and minimizing a fringing effect. The coil can be implemented as a wire like a copper wire for good current flow.

센서부(509)는 외부 자성을 센싱하며, 센싱된 자성에 대응하는 센싱신호를 차이감지부(511)로 전달한다. 센서부(509)는 자기신호를 검출하는 기능을 가진 자기 센서를 포함한다. 자기 센서는 자계의 세기 등 자기적인 양을 검지하여 전기적인 양으로 변환하기 위해 사용하는 센서로서, 홀 소자나 자기 저항 소자 등을 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 자기 센서는 자속의 시간변화에 비례한 전압을 발생시키는 코일형 자기 센서로 구현된다. 다른 일 실시예에서, 자기 센서는 고체의 자계 의존성을 이용한 고체 자기 센서, 원자핵의 자기 모멘트 또는 원자에너지 준위를 이용한 공명형 자기 센서 등으로도 구현될 수 있다. 센서부(509)는 전자석(505)에서 발생하는 자성을 센싱하고, 센싱된 자성의 레벨에 대응하는 센싱신호(이하 “센싱전류”라도고 함)(isense)를 출력한다.The sensor unit 509 senses the external magnetic field, and transmits a sensing signal corresponding to the sensed magnetic field to the difference sensing unit 511. The sensor unit 509 includes a magnetic sensor having a function of detecting a magnetic signal. A magnetic sensor is a sensor used for detecting a magnetic quantity such as the intensity of a magnetic field and converting it into an electric quantity, and a Hall element or a magnetic resistance element is used. In one embodiment of the present invention, the magnetic sensor is implemented as a coil-type magnetic sensor that generates a voltage proportional to a time variation of magnetic flux. In another embodiment, the magnetic sensor may be realized by a solid magnetic sensor using a magnetic field dependence of a solid, a magnetic moment of an atomic nucleus, or a resonance magnetic sensor using an atomic energy level. The sensor unit 509 senses the magnetism generated in the electromagnet 505 and outputs a sensing signal (also referred to as a sensing current) (i sense ) corresponding to the level of the sensed magnetism.

차이감지부(511)는 기준자성레벨과 센서부(509)에서 센싱된 자성의 레벨의 차이에 대응하는 레벨 및 부호를 갖는 차이신호를 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서, 차이감지부(511)는 서로 다른 단자로부터 입력되는 신호의 차이를 증폭하여 출력하도록 구성되는 차동증폭기(differential amplifier)로 구현될 수 있다. 차이신호는 기준자성레벨에 대응하는 기준전류(iref)와 센싱전류(isense)의 레벨 차이에 대응하는 레벨을 가지고, 기준전류(iref) 또는 센싱전류(isense) 중 어느 하나가 더 큰 경우 양 또는 음의 부호를 갖게 된다.The difference detecting unit 511 outputs a difference signal having a level and a sign corresponding to the difference between the reference magnetic level and the level of the magneticity sensed by the sensor unit 509. In an embodiment of the present invention, the difference detector 511 may be implemented as a differential amplifier configured to amplify and output a difference between signals input from different terminals. The difference signal has a level corresponding to the level difference between the reference current i ref and the sensing current i sense corresponding to the reference magnetic level and wherein either one of the reference current i ref or the sensing current i sense If it is large, it has a positive or negative sign.

기준자성레벨은 본체부(100) 또는 거치부(103)가 사용자명령입력부(101)의 자기 부상 동작 상태에 기초하여 결정할 수 있다.The reference magnetic level can be determined based on the levitated operation state of the user command input section 101 by the main body section 100 or the mount section 103. [

본 발명의 일 실시예에서, 본체부(100)는 현재 사용자명령입력부(101)가 부상되고 있는 상태를 센싱하고, 센싱된 부상 상태에 기초하여 자세를 교정하기 위한 교정 정보를 생성하여 거치부(103)로 전달할 수 있다. 예컨대, 사용자가 사용자명령입력부(101)를 사용하거나, 바람 등에 의해 자기부상중인 사용자명령입력부(101)가 비틀어진 경우, 사용자명령입력부(101)는 현재 비틀어진 상태를 교정하기 위한 교정 정보를 거치부(103)에 전달하고, 거치부(103)는 교정 정보에 기초하여 사용자명령입력부(101)의 부상 상태를 교정하기 위한 기준자성레벨을 생성하여 전자석(505)의 자성을 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main body 100 senses a state in which the current user command input unit 101 is floating, generates calibration information for correcting the posture based on the sensed floating state, 103). For example, when the user uses the user command input unit 101, or when the user command input unit 101 being magnetically levitated by wind or the like is twisted, the user command input unit 101 receives calibration information for correcting the current twisted state And the mounting portion 103 can adjust the magnetism of the electromagnet 505 by generating a reference magnetic level for calibrating the floating state of the user command input portion 101 based on the calibration information.

다른 일 실시예에서, 본체부(100)는 사용자의 입력 또는 특정 조건의 만족에 따라 사용자명령입력부(101)의 자세를 변경하기 위해 교정 정보를 생성하고, 생성한 교정 정보를 거치부(103)에 전달할 수 있다. 예컨대, 다른 자세로 변경하는 사용자 입력에 따라 본체부(100)는 사용자명령입력부(101)의 자기부상자세를 변경하기 위한 교정 정보를 생성하여 거치부(103)로 전달할 수 있다. 거치부(103)는 수신된 교정 정보에 기초하여 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태를 교정하기 위해 기준자성레벨을 생성함으로써 전자석(505)의 자성을 조절할 수 있다.In another embodiment, the main body unit 100 generates calibration information for changing the posture of the user command input unit 101 according to a user's input or satisfaction of a specific condition, and transmits the generated calibration information to the mounting unit 103 . For example, the main body unit 100 may generate calibration information for changing the magnetic levitation posture of the user command input unit 101 and transmit the generated calibration information to the mounting unit 103, in accordance with a user input to change to another attitude. The mounting portion 103 may adjust the magnetism of the electromagnet 505 by generating a reference magnetic level to calibrate the magnetic levitation state of the user command input portion 101 based on the received calibration information.

다른 일 실시예에서, 기준자성레벨은 구동회로장치내 다른 전자석(505)과의 관계에서 결정될 수 있다. 거치부(103)에 구비된 전자석(505)이 복수개인 경우, 거치부(103)는 사용자명령입력부(101)를 안정적으로 부상하기 위해서 각 전자석(505)의 자성을 센싱하고, 센싱된 각 전자석(505)의 자성 레벨에 기초하여 전자석(505)들의 기준자성레벨을 결정하고, 각 구동회로장치에 전달할 수 있다.In another embodiment, the reference magnetic level may be determined in relation to other electromagnets 505 in the drive circuitry. When there are a plurality of electromagnets 505 provided in the mounting portion 103, the mounting portion 103 senses the magnetism of each electromagnet 505 to stably float the user command input portion 101, It is possible to determine the reference magnetic level of the electromagnets 505 based on the magnetic level of the magnetic circuit 505 and to transmit it to each drive circuit device.

거치부(103)는 결정된 기준자성레벨에 대응하는 레벨을 갖는 기준전류(iref)를 생성하는 기준전류생성부를 더 포함할 수 있다.The mounting portion 103 may further include a reference current generating portion that generates a reference current iref having a level corresponding to the determined reference magnetic level.

비례적분미분(proportional　integral　derivative　control: PID)제어기(510)는 센싱된 자성레벨과 기준자성레벨의 차이에 따라 센싱된 자성레벨이 기준자성레벨을 유지하도록 피드백제어를 수행한다. PID제어기(510)는 차이감지부(511)로부터 차이신호를 수신하고, PID제어를 하여 출력값을 산출한다. PID제어기(510)는 구체적으로, 차이신호의 레벨에 대응하는 레벨신호를 전압제어부(500)로 출력하고, 차이신호의 부호에 대응하는 부호신호를 방향제어부(507)로 출력한다.A proportional integral derivative control (PID) controller 510 performs feedback control so that the sensed magnetic level maintains the reference magnetic level in accordance with the difference between the sensed magnetic level and the reference magnetic level. The PID controller 510 receives the difference signal from the difference detector 511, performs PID control, and calculates an output value. Specifically, the PID controller 510 outputs a level signal corresponding to the level of the difference signal to the voltage control unit 500, and outputs a sign signal corresponding to the sign of the difference signal to the direction control unit 507.

전압제어부(500)는 전자석에 의해 발생되는 레벨이 기준자성레벨이 되도록 전압출력부를 제어한다. 전압제어부(500)는 삼각파발생부(515)와 PWM신호발생부(513)를 포함한다. 삼각파발생부(515)는 클럭신호의 일종인 삼각파를 PWM신호발생부(513)로 출력하고, PWM신호발생부(513)는 레벨신호에 기초하여 수신된 삼각파를 차이신호의 레벨에 대응하는 듀티비를 갖는 PWM신호로 변환하여 전압출력부(501)로 출력한다.The voltage control unit 500 controls the voltage output unit so that the level generated by the electromagnet becomes the reference magnetic level. The voltage controller 500 includes a triangle wave generator 515 and a PWM signal generator 513. The triangular wave generator 515 outputs a triangular wave, which is a type of a clock signal, to the PWM signal generator 513. The PWM signal generator 513 multiplies the received triangular wave based on the level signal with a duty And outputs the PWM signal to the voltage output unit 501.

방향제어부(507)는 전자석(505)에 인가할 구동전압의 부호를 결정하고, 결정된 구동전압의 부호에 따라 구동전류의 방향이 전환되도록 스위치부(503)를 제어한다. 방향제어부(507)는 PID제어기(510)로부터 수신되는 부호신호에 기초하여 스위치부(503)의 동작을 제어한다. 일 실시예로서, 차이신호의 부호가 양인경우, 제1스위치(503)와 제2스위치(503)를 온 상태로 만들고, 차이신호의 부호가 음인경우, 제3스위치(503)와 제4스위치(503)를 온 상태로 만들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The direction control unit 507 determines the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet 505 and controls the switch unit 503 so that the direction of the drive current is switched in accordance with the sign of the determined drive voltage. The direction control unit 507 controls the operation of the switch unit 503 based on the sign signal received from the PID controller 510. [ In one embodiment, when the sign of the difference signal is positive, the first switch 503 and the second switch 503 are turned on, and when the sign of the difference signal is negative, the third switch 503 and the fourth switch 503 are turned on, But the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치는 PWM방식으로 구동전압의 레벨을 조절하는 전압출력부(501)가 별도로 마련되므로, 스위치(503)의 동작으로 구동전압의 레벨을 조절하지 않는다. 이에 따라, PWM신호에 기초하여 구동전압의 레벨을 조절하기 위해 스위치부(503)가 온/오프를 높은 주파수에서 반복적으로 수행하지 않아 스위칭 손실 및 히스테리시스 손실에 따른 전력 손실이 발생하지 않는다. 또한, 전압출력부(501)에서 구동전압을 조절하여 인가하게 되므로, 각 스위치(503)에 최소한의 전압만 인가되어 스위치(503)에서의 전력 손실이 최소화된다.The driving circuit device according to the embodiment of the present invention does not adjust the level of the driving voltage by the operation of the switch 503 because the voltage output unit 501 for adjusting the level of the driving voltage by the PWM method is separately provided. Accordingly, the switching unit 503 does not repeatedly perform on / off at a high frequency in order to adjust the level of the driving voltage based on the PWM signal, so that power loss due to the switching loss and the hysteresis loss does not occur. In addition, since the driving voltage is regulated and applied by the voltage output unit 501, only a minimum voltage is applied to each switch 503, so that the power loss in the switch 503 is minimized.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 PWM신호의 파형도를 도시한다.7 is a waveform diagram of a PWM signal of the driving circuit device according to an embodiment of the present invention.

전압제어부(500)는 PID제어기(510)로부터 레벨신호를 수신하며, 수신된 레벨신호에 기초하여 PWM신호를 생성한다. 전압출력부(501)는 전압제어부(500)로부터 수신된 PWM신호에 기초하여 입력전압의 레벨을 조정한다. 전압제어부(500)는 삼각파발생부(515)와 PWM신호발생부(513)를 포함한다.The voltage controller 500 receives the level signal from the PID controller 510 and generates the PWM signal based on the received level signal. The voltage output unit 501 adjusts the level of the input voltage based on the PWM signal received from the voltage control unit 500. The voltage controller 500 includes a triangle wave generator 515 and a PWM signal generator 513.

삼각파발생부(515)는 소정의 주기 가지며 지속적으로 반복하는 삼각형의 파형을 가지는 삼각파신호를 생성하여 PWM신호발생부(513)로 출력한다. PWM신호발생부(513)는 삼각파신호와 레벨신호를 이용하여 수신된 레벨신호에 대응하는 듀티를 갖는 PWM신호를 생성한다.The triangle wave generator 515 generates a triangle wave signal having a waveform of a triangle having a predetermined period and continuously repeating and outputs the triangle wave signal to the PWM signal generator 513. [ The PWM signal generating unit 513 generates a PWM signal having a duty corresponding to the received level signal using the triangle wave signal and the level signal.

(1)파형(700)은 수신된 레벨신호가 0을 가리킬 때의 파형이다. 레벨신호는 기준자성레벨(iref)과 센싱된 자성레벨(isense)의 차이신호의 레벨에 대응하므로, 전압제어부(500)는 센싱된 자성레벨(isense)이 기준자성레벨과 차이가 없을 때, 현재 입력전압의 레벨을 유지해야 한다. PWM신호발생부(513)는 50%의 듀티비를 갖는 PWM신호를 생성하여 전압출력부(501)로 전달하며, 전압출력부(501)의 스위치는 PWM신호에 기초하여 입력전압을 현재 레벨로 유지시킨다.(1) Waveform 700 is a waveform when the received level signal indicates zero. Since the level signal corresponds to the level of the difference signal between the reference magnetic level iref and the sensed magnetic level isense, the voltage controller 500 determines whether the sensed magnetic level isense is different from the reference magnetic level The input voltage level must be maintained. The PWM signal generating unit 513 generates a PWM signal having a duty ratio of 50% and transmits the PWM signal to the voltage output unit 501. The switch of the voltage output unit 501 converts the input voltage to the current level .

(2)파형(701)은 수신된 레벨신호가 양수일 때의 파형이다. 즉, 기준자성레벨(iref)이 센싱된 자성레벨(isense) 보다 큰 경우로서, 전압제어부(500)는 현재 입력전압의 레벨을 키워야 한다. PWM신호발생부(513)는 입력된 레벨신호의 크기만큼 늘어난 듀티비를 갖는 PWM신호를 생성하여 전압출력부(501)로 전달하며, 전압출력부(501)의 스위치는 PWM신호에 기초하여 입력전압을 키운다.(2) Waveform 701 is a waveform when the received level signal is a positive number. That is, when the reference magnetic level iref is greater than the sensed magnetic level isense, the voltage controller 500 should increase the level of the current input voltage. The PWM signal generating unit 513 generates a PWM signal having a duty ratio increased by the magnitude of the input level signal and delivers the PWM signal to the voltage outputting unit 501. The switch of the voltage outputting unit 501 inputs Increase the voltage.

(3)파형(703)은 수신된 레벨신호가 음수일 때의 파형이다. 즉, 기준자성레벨(iref)이 센싱된 자성레벨(isense) 보다 작은 경우로서, 전압제어부(500)는 현재 입력전압의 레벨을 낮추어야 한다. PWM신호발생부(513)는 입력된 레벨신호의 크기만큼 줄어든 듀티비를 갖는 PWM신호를 생성하여 전압출력부(501)로 전달하며, 전압출력부(501)의 스위치는 PWM신호에 기초하여 입력전압을 낮춘다.(3) Waveform 703 is a waveform when the received level signal is negative. That is, when the reference magnetic level iref is smaller than the sensed magnetic level isense, the voltage controller 500 should lower the current input voltage level. The PWM signal generating unit 513 generates a PWM signal having a duty ratio reduced by the magnitude of the input level signal and transmits the generated PWM signal to the voltage output unit 501. The switch of the voltage output unit 501 receives an input Lower the voltage.

레벨신호는 기준 자성레벨(iref)과 센싱된 자성레벨(isense)의 절대값 크기를 비교할 뿐이므로, 기준 자성레벨(iref)과 센싱된 자성레벨(isense)의 값이 음수인 경우는 방향제어부(507)의 제어에 따른 스위치(503)의 동작으로 입력 전압의 부호를 변경하게 된다.The level signal only compares the magnitude of the absolute value of the sensed magnetic level isense with the magnitude of the reference magneticity iref so that if the value of the reference magnetic level iref and the sensed magnetic level isense is negative, The sign of the input voltage is changed by the operation of the switch 503 under the control of the control unit 507.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도에 따른 파형도를 도시한다.8 is a waveform diagram according to a circuit diagram of a driving circuit apparatus according to an embodiment of the present invention.

(1)파형(800)은 기준자성레벨에 대응하는 기준전류(iref)의 파형이다. 기준자성레벨은 사용자명령입력부(101)의 자기 부상 동작 상태, 사용자의 입력, 특정 조건의 만족 또는 다른 전자석(505)과의 관계에서 결정될 수 있다. 기준전류생성부는 결정된 기준자성레벨에 대응하는 레벨을 갖는 기준전류(iref)를 생성하여 생성한 기준전류(iref)를 차이감지부로 출력한다.(1) Waveform 800 is a waveform of reference current i ref corresponding to the reference magnetic level. The reference magnetic level can be determined in terms of the magnetic levitation operating state of the user command input 101, the user's input, the satisfaction of a particular condition, or in relation to another electromagnet 505. The reference current generator outputs a reference current iref generated by generating a reference current iref having a level corresponding to the determined reference magnetic level to the difference sensing unit.

(2)파형(801)은 전압출력부(501)에서 조절한 입력전압(Vi)의 파형이다. 전압제어부(500)는 기준전류(iref)와 센싱된 센싱전류(isense)의 레벨 차이에 기초하여 레벨신호를 전압출력부(501)로 전달한다. 전압출력부(501)는 전압제어부(500)의 제어에 따라 조절된 입력전압(Vi)을 출력한다. 입력전압(Vi)는 기준전류(iref)가 변화한 후에 변하게 되므로, (2)파형(801)은 (1)파형(800)이 변화하고, 소정의 시간 이 지난 후에 변화하게 된다. (1)파형(800)은 T1~T3동안 0보다 작은 크기를 가진다. 하지만, 입력전압(Vi)은 기준전류(iref)의 레벨과 비례하는 레벨을 가질 뿐 양의 부호만 갖게 되므로, T2~T4의 구간 동안 (2)파형(801)은 (1)파형(800)과 반대 방향으로 출력된다.(2) Waveform 801 is a waveform of the input voltage Vi adjusted by the voltage output unit 501. The voltage control unit 500 transmits the level signal to the voltage output unit 501 based on the level difference between the reference current iref and the sensed sensing current isense. The voltage output unit 501 outputs the adjusted input voltage Vi according to the control of the voltage controller 500. The input voltage Vi varies after the reference current iref changes. (2) The waveform 801 changes (1) after the waveform 800 changes and after a predetermined time. (1) Waveform 800 has a magnitude less than zero during T1 to T3. However, since the input voltage Vi has a level proportional to the level of the reference current iref, the waveform 801 has (1) a waveform 800, (2) .

(3)파형(803)은 전자석(505)에 인가되는 구동전압(Vo)의 파형이다. 구동전압(Vo)은 전압출력부(501)에서 출력된 입력전압(Vi)가 그대로 입력된다. T2~T4의 구간 동안 방향제어부(507)는 PID제어기(510)에서 출력된 부호신호에 기초하여 스위치부(503)를 제어하여 입력전압(Vi)의 방향을 바꾸므로, 전자석에 인가되는 구동전압(Vo)은 기준전류(iref)의 레벨과 비례하며 같은 부호를 갖는다.(3) Waveform 803 is a waveform of the driving voltage Vo applied to the electromagnet 505. [ The driving voltage Vo is input with the input voltage Vi output from the voltage output unit 501 as it is. During the period from T2 to T4, the direction control unit 507 controls the switch unit 503 based on the sign signal output from the PID controller 510 to change the direction of the input voltage Vi, (Vo) is proportional to the level of the reference current (iref) and has the same sign.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 자기부상된 사용자명령입력부의 부상자세를 교정하는 예를 도시한다.FIG. 9 shows an example of correcting the floating posture of a user command input portion magnetically levitated according to an embodiment of the present invention.

사용자명령입력부(101)는 바른 자기부상상태를 유지하기 위해 자기부상상태를 센싱하는 센서부, 센싱된 자기부상상태에 기초하여 교정정보를 생성하는 위치제어기를 포함할 수 있다. 센서부는 자이로센서 가속센서 등을 포함하여 사용자명령입력부(101)가 바른 자세로 부상 중인지 여부를 센싱할 수 있다. 센서부는 또한 적어도 하나의 자기센서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 자기센서는 사용자명령입력부(101)의 복수의 위치에 마련되며, 사용자명령입력부(101)의 자세에 따라 거치부(103)에서 발생하는 자성의 레벨을 서로 다르게 센싱할 수 있다. 사용자명령입력부(101)는 각 자기센서에서 센싱된 자성의 레벨에 기초하여 자기부상상태를 판단할 수 있다.The user command input unit 101 may include a sensor unit for sensing a magnetic levitation state to maintain a proper magnetic levitation state and a position controller for generating calibration information based on the sensed magnetic levitation state. The sensor unit may include a gyro sensor acceleration sensor or the like to sense whether the user command input unit 101 is floating in a correct posture. The sensor portion may also include at least one magnetic sensor. The at least one magnetic sensor is provided at a plurality of positions of the user command input unit 101 and can sense the level of the magnetic force generated in the mount unit 103 differently according to the posture of the user command input unit 101. [ The user command input unit 101 can determine the magnetic levitation state based on the level of the magnetic sensed by each magnetic sensor.

위치제어기는 센싱된 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태에 기초하여 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태를 교정하기 위한 교정정보를 생성한다. The position controller generates calibration information for calibrating the magnetic levitation state of the user command input section 101 based on the magnetic levitation state of the sensed user command input section 101. [

도 9는, 사용자명령입력부(101)가 외부 요인으로 자기부상 중 비틀어지고, 다시 제자리로 돌아가는 실시예를 도시한다. 사용자의 사용 또는 바람 등 외부 요인으로 의해 사용자명령입력부(101)의 자기부상 상태가 변경되는 경우, 사용자명령입력부(101)의 위치제어기는 센서부에서 센싱한 자기부상 상태에 기초하여 교정정보를 생성한다. 생성된 교정정보는 블루투스통신, IR(infrared ray)통신 등을 통해 거치부(103)로 전달된다.FIG. 9 shows an embodiment in which the user command input unit 101 is twisted during magnetic levitation due to external factors, and then returns to its original position. When the magnetic levitation state of the user command input unit 101 is changed by an external factor such as user's use or wind, the position controller of the user command input unit 101 generates calibration information based on the magnetic levitation state sensed by the sensor unit do. The generated calibration information is transmitted to the mounting unit 103 through Bluetooth communication, infrared ray (IR) communication, and the like.

거치부(103)는 교정정보를 이용하여 적어도 하나의 전자석(505)을 제어하는 각 구동회로장치에 기준자성레벨을 전달한다. 각 구동회로장치의 기준전류생성부는 기준전류(iref)를 출력함으로써 전자석(505)의 자성을 제어한다.The mounting portion 103 transmits the reference magnetic level to each drive circuit device that controls the at least one electromagnet 505 using the calibration information. The reference current generator of each drive circuit device controls the magnetism of the electromagnet 505 by outputting the reference current iref.

각 전자석(505)으로부터 출력되는 자성이 변경됨으로써 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태는 교정된다. 이후에도, 사용자명령입력부(101) 거치부(103)와 지속적인 통신을 하여 자기부상상태를 유지한다.The magnetic levitation state of the user command input unit 101 is corrected by changing the magnetism output from each electromagnet 505. [ After that, the user command input unit 101 continuously communicates with the mounting unit 103 to maintain the magnetic levitation state.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 부상자세에 기초하여 전자장치를 제어하는 예를 도시한다.10 shows an example of controlling an electronic device based on the floating position of an electronic device according to an embodiment of the present invention.

자이로센서, 가속도센서, 또는 자기센서를 구비한 센서부는 사용자명령입력부(101)의 자기부상 상태를 센싱할 수 있음은 상술한 바 있다. 사용자명령입력부(101)는 사용자에 의해 자기부상 상태가 변경되면, 제자리로 돌아가기 위해 거치부(103)에 교정정보를 전달하며, 동시에 본체부(100)에 변경된 자기부상 상태에 대응하는 커맨드를 전달할 수 있다. It has been described that the sensor unit including the gyro sensor, the acceleration sensor, or the magnetic sensor can sense the magnetic levitation state of the user command input unit 101. [ When the magnetic levitation state is changed by the user, the user command input unit 101 transmits calibration information to the mounting unit 103 to return to the home position, and simultaneously transmits a command corresponding to the changed magnetic levitation state to the main body unit 100 .

본 발명의 일 실시예에서, 사용자가 사용자명령입력부(101)를 아래로 움직이면, 사용자명령입력부(101)의 센서부는 사용자명령입력부(101)가 자기부상 상태에서 아래로 움직였음을 센싱한다. 예컨대, 센서부가 자기센서를 포함하는 경우, 센서부는 센싱되는 자성의 레벨의 변경됨에 기초하여 사용자명령입력부(101)의 움직임을 센싱할 수 있다. 사용자명령입력부(101)는 센싱된 사용자명령입력부(101)의 움직임에 대응하는 볼륨조절커맨드를 생성하여 본체부(100)로 전송할 수 있다. 본체부(100)는 사용자명령입력부(101)에서 수신되는 볼륨조절커맨드에 대응하여 출력되는 음성 레벨을 변경한다. 또한, 사용자명령입력부(101)는 좌우 움직임에 대응하는 채널변경커맨드를 본체부(100)로 전송할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the user moves the user command input unit 101 down, the sensor unit of the user command input unit 101 senses that the user command input unit 101 has moved down from the levitated state. For example, when the sensor section includes a magnetic sensor, the sensor section can sense the movement of the user command input section 101 based on the change in the level of the magneticity to be sensed. The user command input unit 101 may generate a volume control command corresponding to the motion of the sensed user command input unit 101 and transmit the volume control command to the main body unit 100. The main body unit 100 changes the audio level output corresponding to the volume control command received at the user command input unit 101. [ Also, the user command input unit 101 can transmit a channel change command corresponding to the left / right movement to the main body unit 100. [

자기부상 중에 사용자로부터 움직여진 사용자명령입력부(101)는 움직임에 따른 커맨드를 본체부(100)로 전송하고, 거치부(103)의 제어에 따라 원래 자기부상상태로 교정된다.The user command input unit 101 moved from the user during the magnetic levitation transmits a command corresponding to the motion to the main body unit 100 and is calibrated to the original levitated state under the control of the mounting unit 103. [

다른 일 실시예에서, 사용자가 사용자명령입력부(101)를 앞뒤로 흔드는 정도에 따라 음성레벨이 변경되는 폭이 변경될 수 있다. In another embodiment, the width at which the voice level is changed may be changed depending on the degree to which the user shakes the user command input unit 101 back and forth.

도면과 상술된 설명은 단지 예시일 뿐으로, 사용자명령입력부(101)의 움직임에 대응하는 커맨드를 본체부(100)로 전달하는 다양한 실시예가 가능하다.The drawings and the above description are merely examples, and various embodiments are possible in which a command corresponding to the movement of the user command input unit 101 is transmitted to the main body unit 100. [

100 본체부
101 사용자명령입력부
103 거치부
500 전압제어부 501 전압출력부 503 스위치부
505 전자석 507 방향제어부 509 센서부 510 PID제어기 511 차이감지부100 body portion
101 User command input
103 mounting part
500 voltage control unit 501 voltage output unit 503 switch unit
505 electromagnet 507 direction control unit 509 sensor unit 510 PID controller 511 difference detecting unit

Claims (17)

전자석 구동회로 장치에 있어서,
구동전압을 출력하는 전압출력부;
상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석;
상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부;
상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 방향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및
상기 전자석에 인가할 상기 구동전압의 부호를 결정하고, 상기 결정된 구동전압의 부호에 따라 상기 구동전류의 방향이 전환되도록 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 방향제어부를 포함하는 전자석 구동회로 장치.In the electromagnet driving circuit device,
A voltage output unit for outputting a driving voltage;
An electromagnet which generates magnetism by a change in a driving current flowing when the driving voltage is applied;
A voltage control unit for controlling the voltage output unit such that a level of the magnetic force generated by the electromagnet is a reference magnetic level;
At least one switch connected to the electromagnet to switch the direction of the driving current so as to be selectively switched; And
And a direction control unit for determining the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet and controlling the at least one switch so that the direction of the drive current is switched according to the sign of the determined drive voltage. 제 1항에 있어서,
상기 기준자성레벨과 상기 발생되는 자성의 레벨의 차이에 대응하는 레벨 및 부호를 갖는 차이신호를 PID제어기로 출력하는 차이감지부; 및
상기 차이신호의 레벨에 관한 정보를 포함하는 레벨신호를 상기 전압제어부로 출력하고, 상기 차이신호의 부호에 관한 정보를 포함하는 부호신호를 상기 방향제어부로 출력하는 PID제어기를 더 포함하는 전자석 구동회로 장치.The method according to claim 1,
A difference detector for outputting a difference signal having a level and a sign corresponding to the difference between the reference magnetic level and the generated magnetic level to the PID controller; And
Further comprising a PID controller for outputting a level signal including information on a level of the difference signal to the voltage control unit and outputting a sign signal including information on a sign of the difference signal to the direction control unit, Device. 제 2항에 있어서,
상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 더 포함하는 전자석 구동회로 장치.3. The method of claim 2,
And a first sensor unit sensing a level of magnetism generated by the electromagnet and outputting the sensed level to the difference sensing unit. 제 2항에 있어서,
상기 전압제어부는 삼각파를 출력하는 삼각파발생부; 및
상기 레벨신호에 기초하여 상기 삼각파를 상기 차이신호의 레벨에 대응하는 듀티를 가지는 PWM(pulse width modulated)신호로 변환하여 상기 전압출력부로 출력하는 PWM신호발생기를 포함하는 전자석 구동회로 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the voltage control unit comprises: a triangle wave generator for outputting a triangle wave; And
And a PWM signal generator for converting the triangle wave into a pulse width modulated (PWM) signal having a duty corresponding to the level of the difference signal based on the level signal, and outputting the signal to the voltage output unit. 제 4항에 있어서,
상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함하는 전자석 구동회로 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the voltage output unit includes a converter for adjusting a level of the driving voltage to correspond to a duty of the PWM signal. 제 2항에 있어서,
상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정하는 전자석 구동회로 장치.3. The method of claim 2,
And the direction control unit determines the sign of the drive voltage based on the sign signal. 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전자석의 일단에 연결되는 제1스위치와 상기 전자석의 타단에 연결된 제2스위치를 포함하는 H브릿지 회로로 구성되는 전자석 구동회로 장치.The method according to claim 1,
Wherein the at least one switch comprises an H-bridge circuit including a first switch connected to one end of the electromagnet and a second switch connected to the other end of the electromagnet. 제 1항에 있어서,
외부로부터 수신된 교정정보에 기초하여 상기 기준자성레벨을 산출하고, 상기 산출된 기준자성레벨에 대한 정보를 포함하는 기준신호를 상기 전압제어부로 출력하는 기준자성생성부를 더 포함하는 전자석 구동회로 장치.The method according to claim 1,
Further comprising: a reference magnetism generation unit that calculates the reference magnetism level based on calibration information received from the outside and outputs a reference signal including information on the calculated reference magnetic level to the voltage control unit. 전자장치에 있어서,
적어도 하나의 기능을 수행하는 본체부;
상기 본체부를 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자입력수신부;
상기 사용자입력수신부가 거치되며, 상기 거치된 사용자입력수신부를 자기 부상시키는 거치부를 포함하며,
상기 거치부는:
구동전압을 출력하는 전압출력부;
상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석;
상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부;
상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 반향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및
상기 전자석에 인가할 상기 구동전압의 부호를 결정하고, 상기 결정된 구동전압의 부호에 따라 상기 구동전류의 방향이 전환되도록 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 방향제어부를 포함하는 전자장치.In an electronic device,
A main body part performing at least one function;
A user input receiving unit for receiving a user input for controlling the main body unit;
And a mounting unit for mounting the user input receiving unit and for levitating the stationary user input receiving unit,
The mounting portion includes:
A voltage output unit for outputting a driving voltage;
An electromagnet which generates magnetism by a change in a driving current flowing when the driving voltage is applied;
A voltage control unit for controlling the voltage output unit such that a level of the magnetic force generated by the electromagnet is a reference magnetic level;
At least one switch coupled to the electromagnet for switching the echo of the drive current to be selectively switched; And
And a direction control section for determining the sign of the drive voltage to be applied to the electromagnet and controlling the at least one switch so that the direction of the drive current is switched in accordance with the sign of the determined drive voltage. 제 9항에 있어서,
상기 거치부는
상기 기준자성레벨과 상기 발생되는 자성의 레벨의 차이에 대응하는 레벨 및 부호를 갖는 차이신호를 PID제어기로 출력하는 차이감지부; 및
상기 차이신호의 레벨에 관한 정보를 포함하는 레벨신호를 상기 전압제어부로 출력하고, 상기 차이신호의 부호에 관한 정보를 포함하는 부호신호를 상기 방향제어부로 출력하는 PID제어기를 포함하는 전자장치.10. The method of claim 9,
The mounting portion
A difference detector for outputting a difference signal having a level and a sign corresponding to the difference between the reference magnetic level and the generated magnetic level to the PID controller; And
And a PID controller for outputting a level signal including information on the level of the difference signal to the voltage control unit and outputting a sign signal including information on the sign of the difference signal to the direction control unit. 제 10항에 있어서,
상기 거치부는 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 포함하는 전자장치.11. The method of claim 10,
Wherein the mounting portion includes a first sensor portion for sensing a level of magnetism generated by the electromagnet and outputting the sensed level to the difference sensing portion. 제 10항에 있어서,
상기 전압제어부는 삼각파를 출력하는 삼각파발생부; 및
상기 레벨신호에 기초하여 상기 삼각파를 상기 차이신호의 레벨에 대응하는 듀티를 가지는 PWM(pulse width modulated)신호로 변환하여 상기 전압출력부로 출력하는 PWM신호발생부를 포함하는 전자장치.11. The method of claim 10,
Wherein the voltage control unit comprises: a triangle wave generator for outputting a triangle wave; And
And a PWM signal generator for converting the triangle wave into a pulse width modulated (PWM) signal having a duty corresponding to the level of the difference signal based on the level signal and outputting the signal to the voltage output unit. 제 12항에 있어서,
상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함하는 전자장치.13. The method of claim 12,
And the voltage output section includes a converter for adjusting a level of the drive voltage so as to correspond to a duty of the PWM signal. 제 10항에 있어서,
상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정하는 전자장치.11. The method of claim 10,
And the direction control section determines the sign of the drive voltage based on the sign signal. 제 9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전자석의 일단에 연결되는 제1스위치와 상기 전자석의 타단에연결된 제2스위치를 포함하는 H브릿지 회로로 구성되는 전자장치.10. The method of claim 9,
Wherein the at least one switch comprises an H-bridge circuit including a first switch connected to one end of the electromagnet and a second switch connected to the other end of the electromagnet. 제 9항에 있어서,
상기 사용자입력수신부는,
상기 사용자입력수신부의 부상상태를 센싱하는 제2센서부를 포함하는 전자장치10. The method of claim 9,
Wherein the user input receiver comprises:
And a second sensor unit for sensing a floating state of the user input receiving unit 제 16항에 있어서,
상기 사용자입력수신부는,
상기 사용자입력수신부의 기준부상상태를 설정하고, 상기 센싱된 부상상태와 상기 설정된 기준 부상상태의 차이에 대응하여 교정정보를 생성하며, 상기 생성된 교정정보를 상기 거치부로 출력하는 위치제어기를 포함하고,
상기 거치부는, 상기 수신된 교정정보에 기초하여 상기 기준자성레벨을 산출하고, 상기 산출된 기준자성레벨에대한 정보를 포함하는 기준신호를 상기 전압제어부로 출력하는 기준자성생성부를 더 포함하는 전자장치.
17. The method of claim 16,
Wherein the user input receiver comprises:
And a position controller for setting the reference floating state of the user input receiving unit and generating calibration information corresponding to the difference between the sensed floating state and the set reference floating state and outputting the generated calibration information to the mounting unit ,
Wherein the mounting unit further includes a reference magnetism generation unit that calculates the reference magnetism level based on the received calibration information and outputs a reference signal including information on the calculated reference magnetic level to the voltage control unit .
KR1020160099015A 2016-08-03 2016-08-03 Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit Active KR102466603B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160099015A KR102466603B1 (en) 2016-08-03 2016-08-03 Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit
PCT/KR2017/005983 WO2018026097A1 (en) 2016-08-03 2017-06-09 Electromagnet driving circuit device and electronic device including driving circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160099015A KR102466603B1 (en) 2016-08-03 2016-08-03 Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180015470A true KR20180015470A (en) 2018-02-13
KR102466603B1 KR102466603B1 (en) 2022-11-14

Family

ID=61073761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160099015A Active KR102466603B1 (en) 2016-08-03 2016-08-03 Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102466603B1 (en)
WO (1) WO2018026097A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019226290A1 (en) 2018-05-23 2019-11-28 Matrix Design Group, Llc Long range coil and power source for a magnetic field generator

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110677075B (en) * 2019-10-29 2022-02-22 哈尔滨工业大学 Two-degree-of-freedom magnetic suspension device
CN112802652B (en) * 2021-01-15 2024-06-25 无锡声亚医疗科技有限公司 Reliable control circuit applied to direct-current electromagnet control mechanical arm

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6154353A (en) * 1995-09-02 2000-11-28 Magnetic Patent Holdings Limited Magnetic suspension system
KR101473598B1 (en) * 2011-03-31 2014-12-16 엠파이어 테크놀로지 디벨롭먼트 엘엘씨 Suspended input system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585282A (en) * 1983-07-19 1986-04-29 Bosley Robert W Magnetic levitation system
DE10244354A1 (en) * 2002-09-24 2004-04-01 Andreas Pachler globe
JP2006119443A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Eiji Tominaga Air floating rotary apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6154353A (en) * 1995-09-02 2000-11-28 Magnetic Patent Holdings Limited Magnetic suspension system
KR101473598B1 (en) * 2011-03-31 2014-12-16 엠파이어 테크놀로지 디벨롭먼트 엘엘씨 Suspended input system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019226290A1 (en) 2018-05-23 2019-11-28 Matrix Design Group, Llc Long range coil and power source for a magnetic field generator
EP3797052A4 (en) * 2018-05-23 2022-08-24 Matrix Design Group LLC LONG RANGE COIL AND CURRENT SOURCE FOR A MAGNETIC FIELD GENERATOR
EP4145473A1 (en) 2018-05-23 2023-03-08 Matrix Design Group LLC Long range coil and power source for a magnetic field generator
EP4148751A1 (en) 2018-05-23 2023-03-15 Matrix Design Group LLC Long range coil and power source for a magnetic field generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR102466603B1 (en) 2022-11-14
WO2018026097A1 (en) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111418137B (en) Voltage conversion system and method of use
US8773114B2 (en) Apparatus for detecting displacement of electromagnetic actuator
US8947078B2 (en) Measuring apparatus, particularly measuring apparatus for sensing metal articles
US8860398B2 (en) Edge rate control gate driver for switching power converters
US10845883B2 (en) Method for generating a haptic effect and device employing the method
KR102466603B1 (en) Driving circuit and electronic apparatus including the driving circuit
TW200922092A (en) Dual-polarity multi-output DC/DC converters and voltage regulators
US20080278981A1 (en) Switching control device
US9513456B2 (en) Lens driver circuit with ringing compensation
US20060087303A1 (en) Controller for a DC to DC converter having linear mode and switch mode capabilities
US12174681B2 (en) Power supply device and electronic device comprising same
JP7201414B2 (en) Power receiving device, wearable device, and contactless power supply system
US11258441B2 (en) Drive circuit
CN107769554A (en) The control circuit and switching power unit of switching power unit
US20100320987A1 (en) Quasi-continuous voltage regulator and controller
US10270361B2 (en) High speed synchronous rectifier
KR102370240B1 (en) A Power management integrated circuit device with dual phase modes
US11018591B1 (en) Dynamic regulation power controller
CN215956292U (en) Driving assembly and magnetic suspension equipment
US6449175B1 (en) Switched magamp post regulator
US12166419B2 (en) Control circuit of boost DC-DC converter, power supply circuit, and electronic device
EP4286989A1 (en) Electronic device comprising boost circuit, and method for controlling same electronic device
CN113659876A (en) Driving assembly and magnetic suspension equipment
WO2007123098A1 (en) Switching power supply circuit and its control method
US20110140684A1 (en) Power controller having externally adjustable duty cycle

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160803

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210604

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20160803

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20220826

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20221107

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20221109

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20221110

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration