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KR102466603B1 - 전자석 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치 - Google Patents

전자석 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치 Download PDF

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KR102466603B1
KR102466603B1 KR1020160099015A KR20160099015A KR102466603B1 KR 102466603 B1 KR102466603 B1 KR 102466603B1 KR 1020160099015 A KR1020160099015 A KR 1020160099015A KR 20160099015 A KR20160099015 A KR 20160099015A KR 102466603 B1 KR102466603 B1 KR 102466603B1
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KR
South Korea
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voltage
level
electromagnet
unit
driving
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김태훈
이명준
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삼성전자 주식회사
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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.

Description

전자석 구동회로장치 및 구동회로장치를 포함하는 전자장치{DRIVING CIRCUIT AND ELECTRONIC APPARATUS INCLUDING THE DRIVING CIRCUIT}
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.
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.
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.
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.
(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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 더 포함함으로써, 현재자성레벨을 감지하는 구성이 마련된다.
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.
상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함함으로써, 전압의 레벨을 PWM신호의 듀티로 조정할 수 있다.
상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정함으로써, 구동전압의 부호를 제어하는 구성이 별도로 마련된다.
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.
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.
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.
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.
상기 거치부는 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 포함함으로써, 현재자성레벨을 감지하는 구성이 마련된다.
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.
상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함함으로써, 전압의 레벨을 PWM신호의 듀티로 조정할 수 있다.
상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정함으로써, 구동전압의 부호를 제어하는 구성이 별도로 마련된다.
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.
상기 사용자입력수신부는, 상기 사용자입력수신부의 부상상태를 센싱하는 제2센서부를 포함함으로써, 사용자입력수신부의 부상상태의 교정이 필요한지 여부를 판단할 수 있는 구성이 마련된다.
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.
상기한 바와 같이, 전자석에 인가되는 구동전압의 크기를 제어하는 제어부와 구동전압의 방향을 제어하는 제어부를 분리함으로써, 스위칭동작에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화된다.
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.
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.
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.
이하 실시예들에 의해 설명되는 본 발명의 사상은 전자석을 구동함으로써 발생한 자기력으로 물체를 자기부상시키는 전자장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자장치의 예를 도시한다.
전자장치는 본체부(100), 사용자명령입력부(101) 및 거치부(103)를 포함한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하에서는, 도면을 참조하여 구동회로장치의 구성과 효과에 대해서 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 블록도를 도시하며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도를 도시한다.
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.
입력전원부(Vs)는 외부로부터 입력되는 전압을 구동회로장치에서 사용되는 전압으로 컨버팅한 입력전압을 구동회로장치에 전달한다.
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.
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.
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.
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.
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.
기준자성레벨은 본체부(100) 또는 거치부(103)가 사용자명령입력부(101)의 자기 부상 동작 상태에 기초하여 결정할 수 있다.
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.
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.
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.
거치부(103)는 결정된 기준자성레벨에 대응하는 레벨을 갖는 기준전류(iref)를 생성하는 기준전류생성부를 더 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 PWM신호의 파형도를 도시한다.
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.
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.
(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.
(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.
(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.
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.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로장치의 회로도에 따른 파형도를 도시한다.
(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.
(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.
(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.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 자기부상된 사용자명령입력부의 부상자세를 교정하는 예를 도시한다.
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.
위치제어기는 센싱된 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태에 기초하여 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태를 교정하기 위한 교정정보를 생성한다.
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.
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.
각 전자석(505)으로부터 출력되는 자성이 변경됨으로써 사용자명령입력부(101)의 자기부상상태는 교정된다. 이후에도, 사용자명령입력부(101) 거치부(103)와 지속적인 통신을 하여 자기부상상태를 유지한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 부상자세에 기초하여 전자장치를 제어하는 예를 도시한다.
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.
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.
자기부상 중에 사용자로부터 움직여진 사용자명령입력부(101)는 움직임에 따른 커맨드를 본체부(100)로 전송하고, 거치부(103)의 제어에 따라 원래 자기부상상태로 교정된다.
다른 일 실시예에서, 사용자가 사용자명령입력부(101)를 앞뒤로 흔드는 정도에 따라 음성레벨이 변경되는 폭이 변경될 수 있다.
도면과 상술된 설명은 단지 예시일 뿐으로, 사용자명령입력부(101)의 움직임에 대응하는 커맨드를 본체부(100)로 전달하는 다양한 실시예가 가능하다.
100 본체부
101 사용자명령입력부
103 거치부
500 전압제어부 501 전압출력부 503 스위치부
505 전자석 507 방향제어부 509 센서부 510 PID제어기 511 차이감지부

Claims (17)

  1. 전자석 구동회로 장치에 있어서,
    구동전압을 출력하는 전압출력부;
    상기 전압출력부에 연결되고, 상기 전압출력부로부터 상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석;
    상기 전압출력부에 연결되고, 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 구동전압의 레벨을 변경하여 상기 전자석에 인가하도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부;
    상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 방향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및
    상기 적어도 하나의 스위치에 연결되고, 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.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 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 전압출력부에 연결되고, 상기 전압출력부로부터 상기 구동전압이 인가됨에 따라 흐르는 구동전류의 변화에 의해 자성을 발생시키는 전자석;
    상기 전압출력부에 연결되고, 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨이 기준자성레벨이 되도록 상기 구동전압의 레벨을 변경하여 상기 전자석에 인가하도록 상기 전압출력부를 제어하는 전압제어부;
    상기 전자석에 연결되어, 상기 구동전류의 반향이 선택적으로 전환되도록 스위칭하는 적어도 하나의 스위치; 및
    상기 적어도 하나의 스위치에 연결되고, 상기 전자석에 인가할 상기 구동전압의 부호를 결정하고, 상기 결정된 구동전압의 부호에 따라 상기 구동전류의 방향이 전환되도록 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 방향제어부를 포함하는 전자장치.
  10. 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.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 거치부는 상기 전자석에 의해 발생되는 자성의 레벨을 센싱하여 상기 차이감지부로 출력하는 제1센서부를 포함하는 전자장치.
  12. 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.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 전압출력부는 상기 PWM신호의 듀티에 대응하도록 상기 구동전압의 레벨을 조절하는 컨버터를 포함하는 전자장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 방향제어부는 상기 부호신호에 기초하여 상기 구동전압의 부호를 결정하는 전자장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전자석의 일단에 연결되는 제1스위치와 상기 전자석의 타단에 연결된 제2스위치를 포함하는 H브릿지 회로로 구성되는 전자장치.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 사용자입력수신부는,
    상기 사용자입력수신부의 부상상태를 센싱하는 제2센서부를 포함하는 전자장치
  17. 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.
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