KR100757242B1 - 전압원 제어장치 및 가변전압원을 이용한 led, 모터, 발진기 구동장치, 액츄에이터장치, 전원장치, 제어장치, 이동통신단말 장치의 제어장치 - Google Patents

전압원 제어장치 및 가변전압원을 이용한 led, 모터, 발진기 구동장치, 액츄에이터장치, 전원장치, 제어장치, 이동통신단말 장치의 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전압원 제어장치에 있어서, 입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되, 출력단으로부터 궤환되어 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성한다.
본 발명은 정전압원 및/또는 가변전압원을 사용하는 전기, 전자 및 제어 시스템에 이용될 수 있다.
가변전압원, 가변전압원 회로부, 응용장치

Description

전압원 제어장치 및 가변전압원을 이용한 LED, 모터, 발진기 구동장치, 액츄에이터장치, 전원장치, 제어장치, 이동통신단말 장치의 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING POWER SUPPLY VOLTAGE AND APPLICATION APPARATUS THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 회로부 구성도,
도 2는 도 1의 가변전압원 회로부 특성곡선도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부 회로구성도,
도 4는 도 3의 스위칭부를 풀브릿지회로로 구성한 회로도,
도 5 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 다양하게 구현한 전압원 제어장치의 블록구성 예시도,
도 13a 내지 도 21은 종래기술에 대비되는 본 발명의 실시 예에 따른 조정가능한 가변전압원을 이용한 응용장치 예시도,
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변전압원 회로부 구성도.
본 발명은 전기 및 전자 제어시스템에 관한 것으로, 특히 전압원 조정이 가 능한 전압원 제어장치 및 그 응용장치에 관한 것이다.
전기 및 전자 제어시스템에서 전원전압은 필수적이다. 이는 전원전압이 해당 전기나 전자제품의 각 부품들이나 회로소자들의 작동을 위한 동작전압원이 되기 때문이다. 전기 및 전자제품의 동작전압은 1.4V, 1.8V, 3.3V, 10V, 24V 등등으로 다양하며 또한 각자의 동작전압 범위를 가지고 있다. 통상적으로 동작전압은 항시 미리 설정된 동작전압 범위내에서 인가되어야만 각 회로 및 부품소자가 안정하게 된다.
한편, 전기나 전자 제품의 부하에는 동작전압을 선택적으로 공급해야할 필요성이 있고, 동작전압을 승압 또는 강하시켜 공급해주어야 할 필요성이 있다. 어떤 부하에서는 구동전압을 시간적으로 가변되도록 공급해 주어야할 필요성도 있다.
따라서 전기, 전자 및 제어 시스템에 정전압원이 포함된 가변전압원을 제공할 수 있으면 전기, 전자 제어 시스템에 많이 활용 및 응용될 수 있으므로, 조정가능한 전압원을 공급할 수 있는 장치 및 그를 적용한 응용장치가 요망된다.
따라서 본 발명의 목적은 전기, 전자 및 제어시스템군에 정전압원이 포함된 가변전압원을 공급토록 전압원을 제어하는 전압원 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전기, 전자 및 제어시스템군에서 기본적인 정전압원 역할과 아울러 부하에 인가되는 출력 전원 세기를 조절할 수 있는 전압원 제어장치 및 그 응용장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가변 전압원을 이용 및 다양하게 응용하는 전압원 응용장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 정의하는 출력 세기 및 전류방향 조정이 가능한 전압원 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신단말에 역동적인 기능 추가를 가능케 하는 가변전압원을 응용하는 전압원 응용장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적에 따라, 본 발명은, 전압원 제어장치에 있어서, 입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되, 상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 전압원 제어장치에 있어서: 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 적어도 하나 이상의 가변전압원 회로부들과; 상기 가변전압원 회로부들로부터의 가변 출력전압들을 포함하는 다수의 입력신호들을 소정 선택신호에 의거하여 선택적으로 출력하는 스위칭부를 구비하고; 상기 가변전압원 회로부들 각각은; 입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 가변출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되, 상기 출력단으로부터 궤환되 어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 참조번호 내지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 회로부 구성도이고, 도 2는 도 1의 가변전압원 회로부의 특성곡선도이다.
도 1을 참조하면, 가변전압원 회로부(2)는, N채널 모오스 전계효과트랜지스터(이하 "트랜지스터"라 칭함) TR1, 다이오드 D1, 저항 R4, 연산증폭기(4), 궤환회로(10), N채널 트랜지스터 TR1의 과전류 및 과열 차단을 위한 과전류 및 과열 차단회로(6)로 구성된다.
도 1에서, 트랜지스터 TR1는, 그 드레인단에는 입력단(12)을 통해서 입력전압 Vin이 인가되고, 소오스단에는 출력단(14)이 연결되는 바, 그 출력단(14)으로는 출력전압 Vout가 출력되며, 그 게이트단으로는 두 입력신호를 비교 증폭하는 연산증폭기(4)로부터 출력된 게이트제어신호가 인가되게 구성한다.
도 1의 회로소자들 중 N채널 트랜지스터 TR1, 스위치 SW1, 다이오드 D1은 N 채널 MOS FET를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 N채널 MOS FET 이외에도 BJT, 기타 FET류 등의 트랜지스터로도 구현할 수 있다. 또 상기 다이오드 D1은 통상적으로 다이오드로도 구현할 수 있음은 물론이다.
도 1의 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 하기 수학식 1로부터 구할 수 있다.
Figure 112005050047140-pat00001
여기서,
Vref: 연산증폭기(4)의 비반전입력단(+)에 인가되는 전압
Av: 연산증폭기(4)의 전압이득
β: 궤환률
수학식 1에서, 궤환률 β와 연산증폭기(4)의 전압이득 Av의 곱 즉, β* Av의 값이 식의 분모에 위치한 "1"을 무시할 수 있을 만큼 충분히 크게되면, 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 Vout=Vref/β로 표현할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 궤환률 β와 연산증폭기(4)의 전압이득 Av를 상기 수학식 1의 분모에 위치한 "1"을 무시할 수 있을 만큼 충분히 크게 구현한다.
Vout=Vref/β로 표현되어짐에 따라 출력전압 Vout를 하기와 같은 방법으로 하여 정전압원으로 형성할 수 있다. 즉, 연산증폭기(4)의 비반전입력단(+)에 인가되는 제어입력전압 Vref와 연산증폭기(4)의 반전입력단(-)으로 궤환되는 출력전압 Vout의 궤환률 β를 모두 상수(constant)화하면 된다.
그 반대로 출력전압 Vout를 가변전압원으로 나타나도록 하기 위해 하기와 같은 방법으로 하면된다. 즉, 제어입력전압 Vref 및/또는 궤환률 β중 적어도 하나를 변수화하면 된다. 다시 설명하면, 제어입력전압 Vref 및/또는 궤환률 β를 시간에 따라 연속적 혹은 급진적으로 바뀌는 변수로 구성하게되면 출력전압 Vout는 가변전압원이 되는 것이다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 제어입력전압 Vref(필수사항)와 궤환률 β(선택사항)을 변수로 구성하여, 출력전압 Vout를 정전압원으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라 가변전압원으로 형성할 수 있게 구현한다. 요컨대, 부하에 공급하는 출력전압을 임의대로 조정할 수 있도록 구현한다는 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 출력전압 Vout가 조정가능한 가변전압원 형태가 되도록 구현하기 위해서 제어입력전압 Vref와 궤환률 β를 모두 변수로 구성하는 것을 바람직한 일예로서 후술될 것이지만, 제어입력전압 Vref만을 변수로 구성하여 구현할 수도 있음을 유의하여야 한다.
제어입력전압 Vref와 궤환률 β를 변수로 구성하는 것에 대해서 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
먼저, 연산증폭기(4)의 비반전입력단(+)에 인가되는 제어입력전압 Vref를 변수로 구성하기 위해, 제어신호입력단(16)에 인가되는 제어신호 CTRL를 시간적으로 변화하도록 구현한다. 본 발명의 실시 예에 따라 제어신호입력단(16)에 인가되는 제어신호 CTRL의 소스(source) 종류로는 음원신호, PWM(Pulse Width Modulation)신 호, PDM(Pulse Density Modulation)신호, DAC(Digital to Analog Converter)출력신호, GPIO(General Purpose Input output) 출력신호 등이 있다. GPIO출력신호의 논리 상태(logic state)로는 "하이/로우(High/Low)", "하이임피던스/로우(High Impedance/Low)" "하이임피던스/하이(High Impedance/High)"가 있다.
그리고 본 발명의 실시 예에서는 제어신호입력단(16)을 통해서 인가된 제어신호 CTRL이 다이오드 턴온전압 Vt를 가지는 다이오드 D1을 통해서 연산증폭기(4)의 비반전입력단(4)에 인가되도록 구성한다. 이때 다이오드 D1의 캐소드단에는 일단이 접지된 저항 R4가 연결된다. 다이오드 D1과 저항 R4의 구성에 의해서 제어신호 CRTL의 전압레벨 VRL이 다이오드 턴온전압 Vt 이하일 경우에는 가변전압원 회로부(2)는 동작하지 않아 그 출력이 없게 된다. 즉, 출력전압 Vout가 "0(zero)"상태가 된다.
다음으로, 궤환률 β를 변수로 구성하기 위해서 본 발명의 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같은 궤환회로(10)를 구성한다. 궤환률 β는 회로특성상 연속적으로 변화하도록 구현하지는 못한다.
도 1의 궤환회로(10)을 참조하면, N채널 트랜지스터 TR1의 소오스단과 출력단(14) 사이의 노드 N1에 저항 R1의 일단을 연결하고 그 저항 R1의 타단을 노드 N2를 통해서 연산증폭기(4)의 반전입력단(-)에 연결한다. 노드 N2에는 일단이 접지된 저항 R2를 연결하고, 저항 R2에 병렬연결된 저항 R3의 일단을 연결하되, 저항 R3의 타단에는 일단이 접지된 스위치 SW1이 연결된다. 스위치 SW1에는 스위치제어신호 SWC가 인가된다. 스위치 제어신호 SWC의 논리 "하이/로우" 상태는 하기의 궤환율 β가 두 가지 상태 즉, 제1 궤환율과 제2궤환율로서 나타나게 해준다. 상기 스위치 제어신호는 궤환율 β를 제어하는 궤환율제어신호 역할을 한다.
도 1의 회로구성에 따른 궤환률 β는 하기 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112005050047140-pat00002
여기서, 저항 RB는 스위치 SW1의 온/오프에 따라서 하기와 같이 결정된다.
RB = R2 (SW1 "오프"시)
RB = R2*R3/(R2+R3) (SW1 "온"시)
따라서 궤환률 β는 스위치 SW1의 온(on) 또는 오프(off)에 따라 두 가지 값(제1,제2 궤환율)을 가지게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 가변전압원 회로부(2)에 두가지의 동작특성곡선 E1,E2가 나타나게 해준다.
도 2를 참조하면, 동작특성곡선 E1은 스위치 SW1이 오프되었을 경우에 나타나는 곡선이며, 동작특성곡선 E2는 스위치 SW1이 온되었을 경우에 나타나는 곡선이다.
도 2의 그래프에서 두개의 동작특성곡선 E1,E2는 본 발명의 실시 예에 따른 두개의 궤환율 즉, 제1궤환율과 제2궤환율에 의해서 나타나게 된다. D는 제어입력전압 Vref의 가변전압 입력신호영역이다. Vt는 다이오드 D1의 턴온전압으로서, 가변전압원 회로부(2)를 동작 또는 비동작되게하는 기준전압이다. 아울러 다이오드 D1의 턴온전압 Vt는 제어단(16)으로 인가되는 잡음이나 미약한 전원에 의해 가변전압원 회로부(2)가 오작동되는 것을 방지하는 역할도 한다. 그러므로 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 도 2에 도시된 바와 같이 다이오드 D1에 인가되는 제어신호 CTRL의 전압레벨 VRL이 다이오드 턴온전압 Vt이상이 되는 경우에만 출력된다.
출력 다이나믹레인지(dynamic range) C는 동작특성곡선 E1에 의한 출력 다이나믹레인지(dynamic rage) A와 동작특성곡선 E2에 의한 출력 다이나믹레인지 B에 의해서 정해지고, 출력 다이나믹레인지 A와 B는 중간부분에서 서로 중첩되어진다. 동작특성곡선 E1에 의한 출력 다이나믹레인지(dynamic rage) A와 동작특성곡선 E2에 의한 출력 다이나믹레인지 B가 서로 중첩되게 하는 것은 궤환회로(10)의 스위치 SW1에 직렬 연결된 저항 R3의 저항값을 조정함으로써 달성되어진다.
그러므로 출력전압 Vout의 출력 다이나믹레인지 C는 거의 다이나믹 레인지 'A+B' 정도까지 확장되어진다.
한편, 도 1의 가변전압원 회로부(2)의 제어신호입력단(16)의 전단에는 인가되는 제어신호 CTRL의 특성에 따라 필터나 바이어스회로부와 같은 신호처리부가 선택적으로 구비되어진다.
예컨대, 제어신호입력단(16)에 인가되는 제어신호 CTRL의 소스가 PWM신호, PDM신호, DAC출력신호일 경우에는 제어신호 입력단(16)의 전단에는 적분 및 고주파 성분 제거를 위한 LPF(Low Pass Filter)가 신호처리부로서 구비된다. 그리고 제어신호 CTRL의 소스가 음원 신호일 경우에는 'LPF(선택사항) + DC 커플링회로 + 바이어스회로'가 신호처리부로서 구비된다.
또한, 제어신호 CTRL의 소스가 GPIO 출력신호일 경우에는 제어신호 입력단(16)의 전단에는 신호처리부가 필요 없다. GPIO 출력신호에 대응된 제어입력신호 CTRL이 논리 "하이"상태이면 출력전압 Vout는 정전압원이 된다. 즉 GPIO 출력신호에 대응된 스위치 제어신호 SWC의 "하이/로우" 논리상태에 응답하여 출력전압 Vout는 2개의 서로 다른 정전압으로 나타난다. 만일 GPIO 출력신호에 대응된 제어신호 CTRL이 논리 "로우"상태이면 출력전압 Vout는 레벨 "0(zero)"이다.
도 1의 가변전압원 회로부(2)에서는 궤환회로(10)의 저항 R2에 병렬연결된 스위치 SW1과 저항 R3을 연결 구성함으로써 두개의 동작 특성곡선을 형성하였지만, 이를 변형하여 궤환회로(10)의 저항 R2에 또 다른 하나 이상의 스위치와 저항을 병렬연결함으로써 적어도 세개 이상의 동작 특성곡선을 형성할 수도 있음을 유의하여야 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 1의 가변전압원 회로부(2)는 회로구성을 약간 변경하여 도 22와 같이 구성할 수도 있다.
도 22를 참조하면, 도 1에서 저항 R2에 병렬연결된 저항 R1과 스위치 SW1을 변경하여, 저항 R1에 병렬 연결되게 구성하는 것이다. 즉, 도 22에 도시된 바와 같이, 출력단(14)의 노드 N1에 저항 R1의 일단을 연결하고 그 저항 R1의 타단을 노드 N2를 통해서 상기 연산증폭기의 일입력단에 연결하되, 노드 N2에는 일단이 접지된 저항 R2를 연결하고, 출력단(14)과 노드 N1간에 위치한 노드 N3와 상기 노드 N2사이에는 저항 R3과 스위치 SW1를 직렬 연결하여 구성하며 상기 스위치 SW1에는 스위치제어신호 SWC가 인가되게 한다.
상기 궤환회로는, 출력단에 저항 R1의 일단을 연결하고 그 타단을 노드 N2를 통해서 상기 연산증폭기의 일입력단에 연결하되, 노드 N2에는 일단이 접지된 저항 R2를 연결하고, 상기 저항 R1에 병렬연결된 저항 R3를 연결하며, 저항 R3의 타단에는 출력단(14)과 노드 N1간에 위치한 노드 N2에 일단이 연결된 스위치 SW1의 타단을 연결하며 상기 스위치 SW1에는 스위치제어신호 SWC가 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
이렇게 구성하게 되면 SW1의 온/오프에 따른 동작특성곡선 E1,E2는 도 2에 도시된 동작특성곡선 E1,E2와는 반대로 나타난다. 구체적으로 설명하면, 도 22에서 SW1을 '온'하게 되면 도 2의 E1의 동작특성곡선이 나타나게 되고 SW1를 '오프'하게 되면 도 2의 E2의 동작특성곡선이 나타나게된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전압원 제어장치는 도 1에 도시된 가변전압원 회로부(2)로만 구성하여도 이용 및 응용할 수 있다. 그런데 도 3의 스위칭부(20)를 더 구비하면 더욱 유용하게 사용할 수 있다. 스위칭부(20)는 전원 및/또는 신호의 경로를 선택하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부(20)의 회로구성도이다. 도 3의 스위칭부(20)의 각 회로소자도 도 1의 가변전압원 회로부(2)의 회로소자와 같이 N 채널 MOSFET로 구현하는 것이 바람직하다. 이렇게 한 종류 N채널 MOSFET로 구현을 하게 되면 IC제조공정이 동일처리 가능하게 되는 이점이 있다. 하지만 N채널 MOSFET외 BJT, 기타 FET류 등과 그 조합으로도 회로 구현이 가능함을 이해하여야한다.
스위칭부(20)는 제1 가변 출력전압 Vout1을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 두출력단중 하나로 출력하는 제1 스위치군 G1과 제2 가변 출력전압 Vout2를 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 두출력중 하나로 출력하는 제2 스위치군 G2로 구성한다.
스위치군 G1,G2 각각은 하나의 공통입력포트(14a)(14b)와 두개의 출력포트(22,24)(26,28)로 구비하여 두개의 경로 P1,P2와 P3,P4를 형성하되, 각 경로 P1,P2,P3,P4상에는 대응 스위치 SWa1,Swa2,SWa3,SWa4를 위치시킨다. 즉, 제1 스위치군 G1의 두개 경로 P1,P2에는 제1스위치 SWa1와 제2스위치 Swa2를 대응 위치시키고, 제2 스위치군 G2의 두개 경로 P3,P4에는 제3스위치 SWa3와 제4스위치 Swa4를 대응 위치시킨다.
그리고, 제1,제2 스위치 SWa1,SWa2는 제1선택신호 SEL1에 의해서 스위칭되어지되, 제1,제2 스위치 SWa1,SWa2가 상호 배타적으로 동작하도록 하기 위해 제1선택신호 SEL1와 제2 스위치 SWa2의 제어단 사이에는 제1 인버터 INV1가 구비된다. 마찬가지로, 제3,제4 스위치 SWa3,SWa4는 제2선택신호 SEL2에 의해서 스위칭되어지되, 제3,제4 스위치 SWa3,SWa4가 상호 배타적으로 동작하도록 하기 위해 제2선택신호 SEL2와 제4 스위치 SWa4의 제어단 사이에는 제2 인버터 INV2가 구비된다.
이러한 스위칭부(20)의 구성은 각 군 G1,G2의 하나의 입력포트(14a)(14b)에 인가된 입력신호 Vout1,Vout2를 두개의 출력포트들(22,24)(26,28) 중 하나를 선택하여 선택된 출력포트로 출력되게 해준다.
다른 예로서, 스위칭부(20)의 입출력포트를 역으로 구성하게되면, 스위칭부 (20)는 멀티플렉서(multiplexor)로서 동작되도록 구현할 수도 있다. 즉 두개의 입력신호중 하나를 선택하여 하나의 출력포트로 출력되게 해준다.
본 발명의 실시 예에서와 같이, 스위칭부(20)를 두개의 스위치군으로 구성하게되면, 부하에 흐르는 전류의 방향을 임의대로 변경시킬 수 있는 풀브릿지(full bridge) 회로구성이 가능하며 아울러, 전기 및 전자 제어시스템에서의 선택 스위칭 활용도를 높여주어 시스템에 최적의 어플리케이션(application)환경 제공이 가능해진다.
도 2에서는 스위칭부(20)를 두개 스위치군으로 일예를 들었지만, 본 발명의 스위칭부(20)는 두개 스위치군뿐만 아니라 세개 이상의 스위치군(예컨대, 3개 스위치군 내지 6개 스위치군)으로도 구현할 수 있음이 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하여진다.
도 4는 도 3의 스위칭부(20)를 풀브릿지회로(30)로 구성한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 풀브릿지 회로(30)는 도 3의 두개의 선택신호 SEL1,SEL2를 노드 N14를 통해 하나로 묶어서 하나의 선택신호 SEL를 인가하고, 도 3의 제1출력포트(22)와 제4출력포트(28)를 노드 N10을 통해 하나로 묶어서 하나의 풀브릿지출력단(32)을 구성하고, 또 도 3의 제2출력포트(24)와 제3출력포트(26)를 노드 N12를 통해 하나로 묶어서 다른 하나의 풀브릿지 출력단(34)을 구성함으로써 구현되어진다.
도 4의 풀브릿지회로(30)의 두개의 출력단(32,34)에는 부하(36)가 연결되는 바, 선택신호 SEL이 논리 "하이"일 경우에는 전류는 제1 입력포트(14a), 제1스위치 SWa1, 출력단(32), 부하(36), 출력단(34), 노드 N12, 제3스위치 SWa3, 제2 입력포트 (14b)를 통하는 루프로 흐르게된다. 반대로 선택신호 SEL이 논리 "로우"일 경우에는 전류는 제1 입력포트(14a), 제2스위치 SWa2, 출력단(34), 부하(36), 출력단(32), 노드 N10, 제4스위치 SWa4, 제2 입력포트 (14b)를 통하는 루프로 흐르게된다.
상기와 같이 풀브릿지 회로(30)는 부하(36)에 흐르는 전류의 방향을 변경시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 부하(36)가 모터이고 풀브릿지회로(30)를 채용하면, 모터는 정방향 및 역방향 회전이 가능함과 동시에 조절된 가변전압원에 의해 구동 모터의 회전속도도 조절이 가능한 이점이 있다. 또 부하(36)가 액츄에이터이고 풀브릿지회로(30)를 채용하면, 액츄에이터는 전후이동이 가능함과 함께 조절된 가변전압원에 의해 구동 액츄에이터의 이송속도도 조절 가능하다는 이점이 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 스위칭부(20)는 두개의 스위치군으로 구성하는 것을 일예로 설명을 하였지만 여기에 국한되지 않으며, 본 발명의 스위칭부(20)는 적어도 하나 이상의 다수 스위칭군들로도 변경 내지 변형 구현될 수 있음이 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하여진다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 다양하게 구현한 전압원 제어장치 블록구성 예시도이다.
도 5의 전압원 제어장치(100)는 하나의 가변전압원회로부(2)만을 사용하여 하나의 패키지(package)에 구현한 일 예이고, 도 6의 전압원 제어장치(110)는 두개의 가변전압원 회로부(2a,2b)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일예이다.
도 7a의 전압원 제어장치(120)는 두개의 가변전압원 회로부(2a,2b)와 하나의 스위칭부(20)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일예이고, 도 7b의 전압원 제어장치(120)는 두개의 가변전압원 회로부(2a,2b)와 다수개의 스위칭부(20)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일예이다.
그리고, 도 8의 전압원 제어장치(130)는 하나의 가변전압원 회로부(2)와 하나의 스위칭부(20)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일예이다.
도 9의 전압원 제어장치(140)는 아날로그 또는 디지털처리 IC(integrated Circuit)(142)와 하나의 가변전압원 회로부(2)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일예이다. 도 9의 전압원 제어장치(140)는 IC(142)칩이 불량이 나서 정격동작전압범위가 틀어졌을 경우에도 가변전압원 회로부(2)에 인가되는 신호들(CTRL,SWC)을 이용하여 소프트웨어적으로 제어하게 되면 불량난 IC(142)칩도 정상 칩과 마찬가지로 동작되게 할 수 있다.
도 10의 전압원 제어장치(150)는 m개의 정전압원회로(156-1,...,156-m)와 n개의 가변전압원회로부(2-1,...,2-n)를 사용하여 하나의 패키지에 구현한 일 예이다. 도 10의 전압원 제어장치(150)는 가변전압원이 있는 PMIC(Power Management Integrated Circuit)로서, m개의 정전압원회로부(156-1,...,156-m)와, 및 n개의 가변전압원회로부(2-1,...,2-n), 주제어부로부터의 각 전압원 회로부 제어요구(제어군선택 및 선택된 군에 대한 구체제어)에 대응된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하고 데이터처리하여 출력하는 데이터처리기(152)와, 데이터 처리기(152)의 제어에 따른 신호를 m개의 정전압원회로부(156-1,...,156-m) 및 n개의 가변전압원회로부 (2-1,...,2-n)로 선택출력하는 신호 발생기(154)로 구성한다.
도 11의 전압원 제어장치(160) 및 도 12의 전압원 제어장치(170)는 도 10의 가변전압 발생장치(150)와 같은 PMIC 패키지이다.
도 11의 전압원 제어장치(160)는 도 10의 PMIC 구성에다가 다수개의 정전압원 회로부(156p)의 출력전압과 가변전압원 회로부(2p)의 출력전압을 신호발생기(154)의 선택신호 SEL에 의거하여 스위칭하는 ℓ개의 스위칭부(20p)(p=1,..,ℓ)가 더 구비되어 있다. 요컨대, 도 11의 전압원 제어장치(160)는 데이터처리기(152), 신호발생기(154), m개의 정전압원회로부(156p)(p=1,..,m), n개의 가변전압원회로부(2p)(p=1,..,n) 및 ℓ개의 스위칭부(20p)로 구성한다.
그리고 도 12의 전압원 제어장치(170)는 도 10의 구성에서 정전압원 회로부(156-1,...,156-n)가 생략되고 ℓ개의 스위칭부(20p)(p=1,..,ℓ)는 새롭게 추가된 구성이다. 요컨대, 도 12의 전압원 제어장치(170)는 데이터처리기(152), 신호발생기(154), n개의 가변전압원회로부(2-1,...,2-n) 및 ℓ개의 스위칭부(20p)로 구성한다.
도 5 내지 도 12과 함께 전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전압원 제어장치는, 가변전압원 회로부(2), 스위칭부(20), 정전압원 회로부, 기타 IC 등을 조합하여 다양한 형태로 구현된 하나의 패키지를 구성할 수 있다.
상기한 도 5 내지 도 12의 패키지 구성에 있어서는 가변전압원 회로부의 출력을 후단으로 바로 인가하는 것으로 표시하였지만, 실제 패키지 구성에 있어서는 패키지 출력포트로 출력전압 Vout가 출력되게 구성하고, 가변전압원 회로부의 출력 전압을 받는 회로부에서도 외부의 입력포트를 통해서 상기 출력전압 Vout가 입력되도록 구현하는 것이 바람직하다.
도 13a 내지 도 21은 종래기술에 대비되는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 응용장치 예시도이다.
도 13a는 종래의 정전압원을 적용한 대표적인 LED 구동기술 관련 도면이고, 도 13b 및 도 13c는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 LED 구동장치를 나타내는 도면이다.
먼저 도 13a를 참조하면, 종래 LED구동 응용장치(180a)의 정전압원 회로부(182)에는 배터리 전원 등을 포함하는 입력전원 Vin이 입력되며, 제어신호 발생기와 같은 GPIO핀으로부터 출력되는 제어신호의 이진 논리상태 즉 온/오프상태에 의거하여 미리 설정된 출력전압 Vout를 병렬연결된 LED1,LED2,LED3로 출력한다. 제어신호의 "온"상태 구간에서 LED1, LED2, LED3가 발광을 하게된다.
이러한 종래기술의 LED구동 응용장치(180a)에서는 LED구동시 불밝기 설정을 위한 저항 R을 각 LED1, LED2, LED3에 각각 직렬 연결하여야한다. 이는 각 LED의 불밝기를 대응 저항 R의 저항값으로 조정해야하기 때문이다. 또한 LED들의 불밝기를 전체적으로 또는 선택적으로 조정해야하는 경우에는 종래에는 저항 R의 저항값을 일일이 조정해주어야만 하는 번거로움이 있었다.
다음으로 도 13b를 참조하면, 본 발명의 가변전압원 응용 LED구동장치(180b)의 가변전압원 회로부(2)에는 입력전원 Vin과 제어신호 CTRL(필수)과 스위치제어신 호 SWC(선택)가 입력된다. 제어신호 CTRL이 GPIO출력신호이면 가변 전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 정전압원이 되고, 제어신호 CTRL의 소스가 음원, PDM, PWM, DAC신호이면 음원에 따라, 프로그램에 따라, 사용자의 정의에 따라 출력전압 Vout이 가변출력된다. 그러므로 예컨대, 스위치제어신호 SWC의 제어 하의 LED의 출력동작범위가 1.8 ∼ 2.3V 이면 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 1.8 ∼ 2.3V 전압범위 내에서 가변출력되고 그에 따른 LED의 밝기도 가변되어진다.
그리고 도 13c의 가변전압원 응용 LED구동장치(180c)는 도 13b의 가변전압원 회로부(2)의 후단에 스위칭부(20)를 더 구비함으로써 LED군들(181,182) 및 기타 부하군(183)을 선택적으로 구동시킬 수 있도록 구현한 것이다.
도 13b 및 도 13c와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 응용 LED구동장치(180b,180c)는 저항의 사용이 불필요하며 LED의 수를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 시스템 설계에 의거한 획일적인 기능제공이 아닌 사용자가 임의로 활용할 수 있는 기능을 다양하게 지원할 수 있다. 아울러 프로그램에 의한 사용제어 기능도 지원할 수 있다.
예를 들면, 제어신호 CTRL의 소스가 GPIO 출력신호이면 도 13b에서 스위치 제어신호 SWC로 두 가지의 밝기를 선택할 수 있고, 제어신호 CTRL의 소스가 음원이면 LED가 음원에 따라 LED의 밝기를 적응적으로 가변시키는 기능 제공도 할 수 있으며, 제어신호 CTRL의 소스가 PWM,PDM,DAC신호이면 프로그램에 따라 혹은 시스템 사용자 정의에 따라 LED밝기를 자동 혹은 임의 설정 할 수 있다. 또한 도 13c와 같이 스위칭부(20)를 더 구비하게되면 스위칭부(20)에 동일 부하군 혹은 다른 부하군 을 연결하여 해당 부하군의 작동 선택까지도 선택신호 SEL을 이용해 할 수 있다.
도 14a는 종래기술에 따른 정전압원 응용 모터 구동 장치(184a)의 일예도이고, 도 14b 및 도 14c는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 모터 구동 장치(184b,184c)의 일예도이다. 모터의 유형들로는 대표적인 VCM(Voltage Control Motor)로서 실린드형/코인형 등이 있다.
도 14a를 참조하면, 종래 정전압원 응용 진동모터장치(184a)의 정전압원 회로부(185)는 두가지 논리상태(two-state)의 제어신호의 온구간에서 출력전압 Vout를 정전압원으로 발생하여 진동모터(186)를 구동시킨다. 제어신호의 오프구간에서는 진동모터(186)는 구동되지 않는다.
도 14b는 본 발명의 가변전압원 응용 진동모터장치(184b)의 가변전압원 회로부(2)는 제어신호 CTRL이 GPIO출력신호이면 가변 전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 정전압원이 되고, 제어신호 CTRL이 음원, PDM, PWM, DAC신호이면 음원에 따라, 프로그램에 따라, 사용자의 정의에 따라 출력전압 Vout이 가변출력된다. 그러므로 예컨대, 진동모터(186)의 동작범위가 2 ∼ 3.2V 이면 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout는 2 ∼ 3.2V 전압범위 내에서 가변출력되고 그에 따른 진동모터(186)의 회전속도도 가변되어진다.
그리고 도 13c의 가변전압원 응용 진동모터장치(184c)는 도 14b의 가변전압원 회로부(2)의 후단에 스위칭부(20)를 이용한 풀브릿지회로부를 더 구비함으로써 선택신호 SEL의 논리상태에 따라 진동모터(186)에 인가되는 전류의 방향을 바꾸어줌으로써 진동모터(86)의 회전 방향을 바꿀 수 있다. 예컨대, 선택신호 SEL이 논리 '하이'상태이면 진동모터(86)는 시계 방향으로 회전하고, 선택신호 SEL이 논리 '로우'상태이면 진동모터(86)는 반시계 방향으로 회전된다.
도 14b 및 도 14c와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 응용 진동모터장치(186b,186c)는 시스템 설계에 의거한 획일적인 기능제공이 아닌 사용자가 임의로 활용할 수 있는 기능제공 및 프로그램에 따른 자동제어기능 등을 다양하게 지원할 수 있다. 예컨대, 제어신호 CTRL이 GPIO 출력신호이면 도 14b에서 스위치제어신호 SWC에 의해서 두가지 종류의 모터진동 세기를 선택적으로 제공할 수 있고, 제어신호 CTRL이 음원의 출력이면 진동모터(186)는 음원에 따라 진동모터의 진동 세기가 적응적으로 가변하는 기능 제공도 가능하다. 또 제어신호 CTRL이 PDM/PWM/DAC 출력이면 프로그램에 따라 혹은 시스템 사용자 정의에 따라 모터 진동 세기를 자동 혹은 임의 제어 설정할 수 있다.
도 14c에서와 같이, 스위칭부(20)를 이용한 풀브릿지 회로를 구성하게되면, 선택신호 SEL에 의거하여 진동모터(160)에 흐르는 전류방향을 제어하여 진동모터(186)의 회전 방향까지 변경할 수 있다. 이 경우 풀브릿지 회로의 일입력단은 가변전압원 회로부(2)로부터의 가변 출력전압 Vout에 연결되고 타입력단은 접지에 연결된다.
도 15a는 종래기술에 따른 정전압원 응용 카메라 액츄에이터장치(190a)의 일예도이고, 도 15b 및 도 15c는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 액츄에이터장치(190b,190c)의 일예도로서, 카메라 액츄에이터장치를 나타낸다. 도 15a 내지 도 15c의 카메라 액츄에이터장치(190a,190b,190c)는 카메라 AF(Auto - Focusing)/광학줌용 액츄에이터로서 판 스프링 채용 VCM류 액츄에이터이다.
먼저 도 15a를 참조하면, 종래기술에 따른 정전압원 응용 카메라 액츄에이터장치(190a)는 제어신호(DAC 혹은 PWM 신호처리)를 이용하여 커런트싱크(current sink)회로부(192)의 출력전압 V2를 변경함으로써 부하(load)인 카메라 액츄에이터(194)의 양단 전압차(정전압 V1 - 가변전압 V2)에 근거한 전류의 세기를 조정한다. 그에 따라 카메라 액츄에이터(194) 내부에 있는 코일의 자력선 세기를 가변 조정하므로 카메라 렌즈의 위치를 이동시키게되는 바, 특정 위치로 카메라 렌즈가 이동되어지면서 상의 초점거리가 맞추어진다.
도 15b의 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 응용 카메라 액츄에이터장치(190b)는 렌즈복귀용 판스프링을 채용하는 액츄에이터로서, 가변전압원 회로부(2)에 입력되는 제어신호 CTRL의 소스는 PDM, PWM, DAC이다. 가변전압원 회로부(2)는 카메라 액츄에이터(194)에 직접 가변된 전압을 인가함으로써 특정전압 인가시의 카메라 렌즈의 위치이동으로 상의 초점거리가 맞추어진다.
도 15c는 도 15b의 구성에서 가변전압원 회로부(2)의 후단에 스위칭부(20)를 이용한 풀브릿지회로를 추가 구비한 것이다. 도 15c의 실시 예는 액츄에이터가 DC-VCM류에는 적용이 되지만 판 스프링타입에는 적용되지 않는다.
도 15c에서와 같이 스위칭부(20)를 이용한 풀브릿지 회로를 구성하게되면, 선택신호 SEL의 논리 '하이/로우'상태에 따라 카메라 액츄에이터(194)에 인가되는 전류의 방향을 변경할 수 있으므로 렌즈의 전후 이동 방향을 변경할 수 있다. 그러므로 렌즈복귀를 위해 카메라 액츄에이터에 채용하는 판스프링이 필요없다.
도 15b와 도 15c와 같은 일예의 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원 응용 카메라 액츄에이터장치(190b,190c)는 종래 정전압원 V1를 별도로 공급받을 필요가 없으므로 정전압원 1개를 줄일 수 있으며, 아울러 시스템 설계시 핀 수도 1개의 절감할 수 있다. 특히 도 15c와 같이 스위칭부(20)를 이용한 풀브릿지 회로를 구성하게되면, 판 스프링 없이도 렌즈의 이동방향을 변경 및 조절할 수 있다.
도 16a는 종래기술에 따른 정전압원 응용 전원장치(200a)의 일예도이고, 도 16b 및 도 16c는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 전원장치(200b,200c)의 일예도이다. 도 16a 내지 도 16c의 전원장치(200a,200b,200c)는 DC-DC업 컨버터(up converter)의 일예이다. 도 16a 및 도 16b의 부하(206), 도 16c의 EL(210), 플래쉬(212)는 예컨대 공급전압원이 휴대폰 배터리일 경우에는 배터리전압보다 높은 전압에서 동작하는 부하군들임을 이해하여야한다.
도 16a의 종래기술에 따른 전원장치(200a)는 정전압원 회로부(202), DC-DC업 컨버터(204), 부하(206)으로 구성한다. DC-DC 업컨버터(204)는 정전압원회로부(202)로부터 인가되는 정전압을 승압제어신호에 응답하여 정전압*N배의 승압전압으로 승압시켜 부하(206)로 출력한다. 업컨버터는 시스템 내의 각기 다른 전압레벨의 전압들을 필요한 대응 부하들 각각에 공급하기 위해 구비된다. 예컨대, 휴대폰과 같은 이동통신단말에서는 LCD 액정, 카메라렌즈 이동용 피에조 부품류, 유/무기 EL류, 카메라 플래쉬용 백색광 LED, 터치 패드 등등에 각 부하구동전압을 공급해주기 위해 업컨버터(204)를 필요로 한다.
도 16b에 도시된 본 발명의 전원장치(200b)는 가변전압원 회로부(2), DC-DC 업 컨버터(204), 및 부하(206)로 구성한다. 도 16b의 전원장치(200b)는 DC-DC업컨버터(204)에 인가되는 승압제어신호는 일정 레벨로 설정하고 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout를 DC-DC업컨버터(204)의 입력전압원으로 사용한다면 도 16a의 전원장치(200a)와 같은 동일한 승압 효과를 얻게된다. 더욱이 승압 제어신호와 가변 전압원 출력전압을 동시에 활용하게되면 DC-DC업컨버터(204)로부터 출력되는 승압전압의 출력은 더욱 세분화되고 넓은 영역까지 나타날 수 있다.
또한, 도 16c와 같이 DC-DC 업컨버터(204)의 후단에 스위칭부(20)를 추가 구비하게 되면, 종래의 1:1 즉, 업컨버터 한개당 부하 한개로 구동되어지는 한계를 뛰어넘어 1:M 즉, 업컨버터 한개당 다수개의 부하들로도 선택구동 가능하다. 이 때 다수개의 부하들의 구동전압이 각각 다르더라도 가변전압원 회로부(2)에 인가되는 제어신호 CTRL과 DC-DC업컨버터(204)에 인가되는 승압제어신호와 스위칭부(20)에 인가되는 스위치신호 SEL을 적절히 제어하게되면 해당 부하(210,212)의 선택과 선택되어진 부하의 구동 전압을 적절히 조정할 수 있다.
도 17a는 종래기술에 따른 정전압원 응용 TCXO구동장치(220a)의 일예도이고, 도 17b는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 발진기(TCXO) 구동장치(220b)의 일예도이다.
도 17a의 종래 TCXO(temperature compensated crystal oscillator) 구동장치(220a)는 정전압원 회로부(222), 오실레이터(224), 제어신호 발생기(221), 신호처리부(223), 검출부(260), 메모리(229)를 내장한 프로세서(228)로 구성한다. TCXO 구동장치(220a)는 TCXO제어신호를 이용하여 시스템에 가장 적합한 주파수를 발생시 킨다. 오실레이터(224)는 온도 특성에 민감하므로 외부온도 변화를 보상하는 보상회로를 내장하여 구성하지만, 그래도 TCXO 구동장치(220a)가 더 정확한 주파수를 발생시키기 위해 신호처리부(223)로부터 출력되는 TCXO제어신호를 오실레이터(224)에 인가한다. 상기 TCXO제어신호에 따라 오실레이터(224)의 출력 주파수 Fout는 가변된다.
한편 도 17b에 일 예로 도시된 본 발명의 TCXO 구동장치(220b)는 제어신호 발생기(221), 신호처리부(223), 가변전압원 회로부(2), 오실레이터(224), 검출부(226), 메모리(229)를 내장한 프로세서(228)로 구성한다.
본 발명의 TCXO 구동장치(220b)는 통상적인 TCXO 구동기술로서 TCXO제어신호에 의해 출력주파수 Fout를 가변시키는 특성 이외에 오실레이터(224)의 입력전압을 변동시켜 출력주파수 Fout의 주파수성분이 재차 가변되도록 한다. 오실레이터(224)의 입력전압을 변동시키도록 하기 위해 오실레이터(224)의 전단에 가변전압원회로부(2)를 구비한다. 그래서 가변전압원 회로부(2)의 출력전압이 오실레이터(224)의 입력전압이 된다. 상기와 같은 본 발명의 실시 예의 TCXO 구동장치(220b)는 제어신호 CTRL에 의거한 가변출력전압을 오실레이터(224)에 인가하여 TCXO출력 주파수 Fout를 변경할 수 있으며, 아울러 TCXO제어신호를 이용하여 상기 TCXO출력 주파수 Fout를 변경할 수 있으므로 주파수 해상도가 더욱 높아지게 됨과 동시에 넓은 주파수 영역까지 가변범위가 확보되는 이점이 있다. 도 17b에서 제어신호 CTRL은 DAC, PWM, PDM 출력 신호이다.
도 18a는 종래기술에 따른 정전압원 응용 디지털IC 구동장치(230a)의 일예도 이고, 도 18b 및 도 18c는 본 발명의 일실시 예에 따른 가변전압원 응용 디지털IC 구동장치(230b,230c)의 일예도이다.
도 18a는 정전압원 회로부(232), IC1(234), IC2(236)로 구성된 디지털IC 구동장치(230a)이고, 도 18b는 가변전압원 회로부(2), IC1(234), IC2(236)로 구성된 디지털IC 구동장치(230b)이며, 도 18c는 가변전압원 회로부(2), IC1(234), 스위칭부(20), 스위칭부(20)의 각 출력단에 연결된 IC3(240),IC4(242), 기타소자(244)로 구성된 디지털IC 구동장치(230b)이다.
디지털 IC는 구동 동작전압에 있어서 전압 허용오차 신뢰성이 매우 요구되는 부품이다. 전기, 전자, 제어 시스템에 디지털IC가 탑재된 상태로 사용자가 사용하기까지는 개발, 생산 등등의 여러 단계들을 거치게 되는데, 디지털 IC를 개발 중에는 IC동작에 문제가 발생치 않았던 것이 대량 양산후에나 열악한 주변환경에서 IC동작에 문제를 생길 수 있다. 그런데 그 원인이 구동 동작전압 요컨대, 기준전압 허용오차를 벗어나는 것이라면 종전은 도 18과 같이 정전압원 회로부(232)를 이용한 정전압원을 사용하였기 때문에 그 IC를 폐기해야만 했다.
하지만, 도 18b와 같이 IC구동 동작전압원을 가변전압원 회로부(2)를 이용한 가변전압원으로 사용한다면 소프트웨어적 제어로 쉽게 해결할 수 있게된다. 상기 소프트웨어적인 제어는 가변전압원 회로부(2)에 인가되는 제어신호 CTRL과 스위치 제어신호 SWC를 이용한 제어를 의미한다.
또한, 디지털 소자 이외 아날로그 소자 등에서도 양산시나 양산 후에 이러한 사항은 수시로 일어날 수 있다. 이에 대한 가장 좋은 대책은 시스템 설계시 가변전 압원을 적용하게 되면 손쉽게 대처할 수 있는 이점이 있다. 예컨대, 휴대폰과 같은 이동통신단말 양산시, 이러한 문제가 발생하면 하드웨어 수정이 매우 어렵고 그 절차도 복잡하다. 그런데 본 발명의 조정 가능한 가변전압원을 적용하면 제어신호 CTRL(필수) 및 스위치제어신호 SWC(선택)를 적절히 조정해 주면 간단히 해결된다.
도 18c는 도 18b의 구성에 스위칭부(20)를 추가 구비하여 가변전압원 회로부(2) 하나에 다수의 IC들(240,242) 및 기타 부품소자(244)를 구동할 수 있도록 한 것이다. 도 18c와 같은 구성은 원하는 부하 선택과 그 부하를 구동할 적절한 전압을 공급할 수 있다. 도 18b 및 도 18c에서 제어신호 CTRL은 DAC, PWM, PDM 출력 신호이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 가변전압원을 이용한 제어 장치(250)를 구현한 일예도이다.
제어장치(250)에는 다수의 부하(262,264,266,268)에 가변전압원 발생을 위해 가변전압원 회로부(2)와 스위칭부(20)가 구비되며, 가변전압원 회로부(2)로 제어신호 CTRL을 제공해주기 위한 신호처리부(260)가 구비된다. 또한 가변전압원 회로부(2)에 인가되는 스위치 제어신호 SWC와 스위칭부(20)에 인가되는 선택신호 SEL 및 부하3,4(266,268)에 온/오프신호 ON/OFF를 인가하기 위한 제어신호 발생부(258)를 구비한다. 또한 다수의 부하들(262,264,266,268)에 각기 다른 가변전압을 현재 상황에 적응적으로 제공하기 위한 구성인 감지부(252), 주제어부(254) 및 메모리(256)를 구비하며, 또한 사용자가 직접 입력 설정하기 위한 사용자 인터페이스(253)도 포함한다.
다수의 부하들(262,264,266,268)로는 하기 (1) 내지 (3)과 같은 일 예가 있다.
(1) VC(Voltage Control)류: VCM진동모터, 카메라용 액츄에이터, VCO(Voltage Controlled Oscillator), DC-DC업/다운 변환기 등
(2) 푸싱피거(Pushing Figure)(인가되는 전원에 따라 출력이 얼마나 달라지느냐의 측도치)류 : 증폭기, 감쇄기 등
(3) 아날로그 센서 혹은 아날로그 출력원: 터치 스크린, LCD, 유기/무기 EL, 이미지센서, LED, ADC, DAC 등
도 19에 도시된 제어장치(250)는 감지부(252)에 의해 감지된 환경상태에 따라 부하의 출력 세기를 자동제어할 수 있는 구성이다.
제어장치(250)의 실제적인 일예들을 들면 하기와 같다.
먼저 휴대폰과 같은 이동통신단말에서 매너모드의 진동 세기정도를 이동통신단말 주위의 음압크기에 따라 변화시키는 제어장치(250)를 구현할 수 있다.
감지부(252)는 이동통신 단말 장치 사용자가 위치한 주변 음압의 크기를 감지할 수 있는 음압감지센서로 구현할 수 있다. 음압감지센서의 일 예로는 마이크로폰 및 신호강도검출부가 될 수 있다. 마이크로폰으로 입력된 주위환경 음압은 신호강도 검출부에 의해서 신호의 강도로 검출된 후 디지털 형태로 주제어부(254)에 인가된다.
주제어부(254)는 입력된 강도신호를 미리 설정된 기준값들과 비교 분석하여 제어 발생부(258)로 대응된 제어 명령을 내린다. 제어신호 발생부(258)는 이 제어명령에 따른 제어신호 소스를 PDM/PCM/DAC와 같은 형태로 신호처리부(260)로 인가 한다. 또한 스위치제어신호 SWC를 형성하여 가변전압원 회로부(2)로 인가하며, 부하(266,268)를 온/오프할 신호ON/OFF를 부하(266,268)로 인가한다.
신호처리부(260)는 고주파성분 제거 및 PDM/PCM의 적분회로 등으로 구현하여 제어신호 소스를 신호처리하여 제어신호 CTRL를 형성하고 그를 가변전압원 회로부(2)로 인가하고, 가변전압원 회로부(2)는 입력전압 Vin을 제어신호 CTRL 및/또는 스위치제어신호 CTRL에 의거하여 가변하여 출력전압 Vout를 출력한다. 가변 출력전압 Vout는 예컨대, 부하3(266)과 같은 진동모터에 공급된다. 그에 따라 진동모터에서는 가변 출력전압 Vout에 대응하는 진동력을 발생하게된다. 즉, 주변환경의 음압정도가 크면 진동모터의 진동력이 세지고, 반대로 주변환경의 음압정도가 적으면 진동모터의 진동력이 약해진다. 진동모터의 진동력 세기는 주제어부(254)에서 몇가지 단계 구분하여 설정할 수 있으며, 필요에 따라 주변환경 음압에 적응적으로 가변되도록 설정할 수도 있다. 또 다른 방법으로, 진동 모터의 진동력 세기를 사용자 인터페이스(253)를 이용하여 사용자가 설정할 수도 있다. 사용자 인터페이스(253)의 일예로는 키패드, 터치 스크린, 음성인식장치 등이 될 수 있다. 그리고 자동제어장치(250)가 스위칭부(20)를 추가채택 구성한 경우에는 음원(261)과 가변전압원 회로부(2)의 출력전압 Vout(PCM/PWM/GPIO신호형태)를 선택적으로 출력가능하다.
다음으로 주위환경의 밝기에 따라 키 백라이트 LED 혹은 EL, LCD 백라이트 LED 혹은 EL, 카메라 플래쉬용 LED등의 밝기를 조정할 수 있는 제어장치(250)를 구현할 수 있다.
그 방법으로는 상기한 감지부(252)를 이미지센서와 이미지센스 프로세서로 구현하여, 이미지센서에서 이미지 센싱을 하고 그 후 이미지 센스 프로세서에서 YUV중 Y데이터를 검출하여 주제어부(254)로 제공하면 된다. 그 후 동작은 상기한 진동모터 구동제어와 같으며, 이 경우의 부하는 발광소자가 된다. 사용자 정의에 따라 부하의 발광강도 조정도 가능하며, 이 경우에도 키나 터치 스크린, 혹은 음성인식 장치 등과 같은 사용자 인터페이스(252)를 이용할 수 있다. 또한 스위칭부(20)를 적용하여 음원에 반응하는 불 밝기 조정도 가능하다.
또 다른 일예로는 사용자가 직접 줌잉(zooming)기능을 동작시키고자 할 때 진동모터처럼 키나 터치스크린이나 음성인식 등의 사용자 인터페이스(253)를 이용하여 액츄에이터를 제어하므로 렌즈의 위치를 조정할 수 있다.
또 다른 예로 제어장치(250)에 다수개의 센서들을 감지부(252)로서 구비함으로써 제어장치(250)가 그 환경에 적합한 해당 시스템의 부하의 출력 세기를 조정할 수 있도록 구현할 수 있다. 예컨대, LCD 콘트라스트는 온도에 민감하여 온도가 많이 올라가면 LCD표시창의 표시가 흐릿해지고 또 주위환경 밝기가 너무 밝으면 LCD 표시창의 표시내용을 잘 볼 수가 없다. 따라서 감지부(252)로서 주위 온도 감지센서인 서미스터와 주변환경 밝기 측정용 이미지센서를 구비하게 되면, 주위온도를 감지하고 주변환경 밝기를 감지하게 된다. 주제어부(254)는 주위온도가 높게 올라가고 주변환경 밝기가 밝아짐에 따라 LCD콘트라스트를 진해지도록 제어신호 발생부(258)로 명령을 하게 된다. 이때 가변전압원 회로부(2)의 후단은 도 16b에 도시된 일예와 같은 DC-DC업컨버터(204)를 연결 구성하여, 부하인 LCD의 콘트라스트가 조정되게한다.
도 20은 제어신호 발생부(272)로부터 출력되는 신호원 형태가 PDM, PWM, DAC, GPIO중 하나일 경우에 가변전압원 회로부(2)의 다이오드 D1으로 인가할 제어신호 CTRL를 형성하기 위해 신호처리하는 신호처리부(274)의 구성을 도시한 것이다. 이때의 신호처리부(274)는 저항 R5와 커패시터 C1D으로 구성된 LPF(Low Pass Filter)로서 고주파 성분 제거역할 및 적분기로서의 기능을 담당한다.
도 21은 제어신호 발생부로부터 출력되는 신호원 형태가 음원인 경우에 가변전압원 회로부(2)의 다이오드 D1으로 인가할 제어신호 CTRL를 형성하기 위해 신호처리하는 신호처리부(284)의 구성을 도시한 것이다. 이때의 신호처리부(284)는 DC 커플링 커패시터 C2와 고주파 바이패스 커패시터 C3 및 바이어스 저항 R3 및 R4(가변 전압원 내부에 구성)로 구성한다.
한편, 가변 전압원을 채용한 휴대폰과 같은 이동통신단말기에서의 장점들 중 대표적인 하나는 로우(low)배터리 상황에서도 긴급통화 및 메시지 송수신 처리가 가능하다는 것이다. 휴대폰에서 로우배터리 상태를 체크토록 회로를 구현한 이유는 배터리의 충방전 특성곡선상에서 로우배터리 체크전압(예컨대, 3.1볼트 내지 3.3볼트) 이상의 특성곡선부분은 배터리 수명에 손상(damage)을 주지 않는 안정 영역이기 때문이다. 또한 배터리 전원을 입력 전원으로 사용하는 정전압원 발생장치에서는 정전압원인 배터리 입력전압과 출력전압 사이 회로적 전압강하 한계치가 있는데, 그 정전압원 출력전압을 공급받는 휴대폰 아날로그(RF/IF/음성처리부 등) 블록들은 로우배터리 체크전압(3.1∼3.3V) 미만에서는 그 정전압원 출력전압이 불안정한 영역으로 빠질 우려가 있기 때문이다.
최근 휴대폰과 같은 이동통신단말에 사용되는 디지털 소자들은 그 동작전압이 2볼트 부근까지 떨어져도 동작이 가능하나, RF회로를 포함한 아날로그 소자는 디지털 소자와는 다르게 그 동작전압이 아직까지 2.8볼트 이하로 떨어지면 동작이 되지 않는다.
본 발명의 실시 예에서는 최소한 2.8볼트 이상의 전원을 공급해야 하는 아날로그 부품들에도 가변 전압원을 사용하여 정상적인 상태에서는 2.8볼트 이상의 전원이 공급되게 제어하고, 상기와 같이 배터리의 수명에 영향을 주더라도 긴급 통화 및 메시지 송수신해야되는 비상상태에서는 가변 전압원을 사용하여 휴대폰 아날로그블록들의 회로 동작점을 2.5볼트 정도까지 이동시켜주면 '기존 로우배터리 체크 전압 - 2.5볼트'정도 만큼은 배터리 충전전하를 사용할 수 있다. 그러므로 기존 배터리 전원이 소진된 상태에서도 배터리 충전전하를 이용하여 사용자가 원하는 긴급통화나 메시지 송수신을 할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 정전압원을 포함하는 가변전압원을 발생할 수 있어 전기 전자 제어시스템군에 다양하게 이용 및 응용될 수 있다.

Claims (35)

  1. 전압원 제어장치에 있어서,
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 궤환회로는, 외부의 궤환율 제어신호에 의거하여 적어도 두개 이상의 궤환율들을 선택적으로 가지도록 회로 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 궤환회로는, 출력단(14)의 노드 N1에 저항 R1의 일단을 연결하고 그 타단을 노드 N2를 통해서 상기 연산증폭기의 일입력단에 연결하되, 노드 N2에는 일단이 접지된 저항 R2를 연결하고, 상기 저항 R2에 병렬연결된 저항 R3를 연결하며, 저항 R3의 타단에는 일단이 접지된 스위치 SW1를 연결하며 상기 스위치 SW1에는 스위치제어신호 SWC가 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 궤환회로는, 출력단(14)의 노드 N1에 저항 R1의 일단을 연결하고 그 저항 R1의 타단을 노드 N2를 통해서 상기 연산증폭기의 일입력단에 연결하되, 노드 N2에는 일단이 접지된 저항 R2를 연결하고, 출력단(14)과 노드 N1간에 위치한 노드 N3와 상기 노드 N2사이에는 저항 R3과 스위치 SW1를 직렬 연결하여 구성하며 상기 스위치 SW1에는 스위치제어신호 SWC가 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연산증폭기의 타입력단의 전단에는 턴온전압을 가지는 능동소자를 더 구비함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 능동소자의 전단에는 제어신호의 소스가 상기 제어신호가 되도록 신호처리하는 신호처리부를 제어신호의 소스형태에 따라 선택적으로 더 구비함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어신호의 소스는 음원신호, PWM(Pulse Width Modulation)신호, PDM(Pulse Density Modulation)신호, DAC(Digital to Analog Converter)출력신호, GPIO(General Purpose Input output)출력신호를 포함함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  8. 전압원 제어장치에 있어서,
    입력단에 입력전압 Vin이 연결되고 출력단으로 출력전압 Vout가 출력되는 트랜지스터와, 전압이득 Av값을 가지며 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 하기의 수학식을 만족하는 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율 β를 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 일입력단에 시간적으로 가변되는 제어입력전압 Vref를 인가되게 구비하여 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
    [수학식]
    Figure 112005050047140-pat00003
  9. 제8항에 있어서, 상기 궤환률 β는 궤환회로에 인가되는 궤환율 제어신호에 따라 제1,제2 궤환율을 가지며, 대응된 두가지 동작특성곡선이 나타나게 함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  10. 전압원 제어장치에 있어서,
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 전압을 고정 궤환율로 궤환하여 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  11. 전압원 제어장치에 있어서:
    입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변 출력전압으로 출력하는 적어도 두개 이상의 가변전압원 회로부들을 구비하고;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 궤환율 제어신호에 의거하여 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  12. 전압원 제어장치에 있어서:
    입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변 출력전압으로 출력하는 적어도 하나 이상의 가변전압원 회로부들과;
    상기 가변전압원 회로부들로부터의 가변 출력전압들을 포함하는 다수의 입력신호들 각각을 소정 선택신호에 의거하여 각 입력신호의 대응 다수 출력단들 중으로 선택 출력하는 적어도 하나 이상의 스위칭부들을 구비하고;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 각 스위칭부는,
    다수의 스위치군들로 구성하되,
    상기 다수의 스위치군들 각각이, 각 가변 출력전압을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 두출력단중 하나로 선택출력되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 각 스위칭부는,
    제1 가변 출력전압을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 두출력단중 하나로 선택출력하는 제1 스위치군과,
    제2 가변 출력전압을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 두출력단중 하나로 선택출력하는 제2 스위치군으로 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 스위칭부는 제1 가변 출력전압을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 출력하는 제1 스위치군과 제2 가변 출력전압을 공통입력으로 상보 스위칭 동작하여 출력하는 제2 스위치군을 이용하여 구성한 풀브릿지 회로임을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 가변전압원 회로부들과 스위칭부들이 패키지화됨을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  17. 전압원 제어장치에 있어서:
    신호처리 집적회로와,
    입력전압을 제어신호 및 궤환율 제어신호중 적어도 하나에 의해 가변된 가변 출력전압으로 상기 신호처리 직접회로로 인가하는 가변전압원 회로부를 구비하고;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 궤환율 제어신호에 의거하여 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상 기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  18. 전압원 제어장치에 있어서:
    입력전압을 소정 제어에 의거하여 정전압의 출력전압으로 출력하는 다수개의 정전압원 회로부들과,
    상기 입력전압을 제어신호 및 궤환율 제어신호중 적어도 하나에 의해 가변된 가변 출력전압으로 출력하는 다수개의 가변전압원 회로부들과,
    소정 각 전압원 회로부 제어요구에 의거하여 상기 정전압원 회로부들과 상기 가변전압원 회로부들로 대응 신호를 선택적으로 발생하는 신호발생기로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  19. 전압원 제어장치에 있어서:
    입력전압을 소정 제어에 의거하여 정전압의 출력전압으로 출력하는 다수개의 정전압원 회로부들과;
    상기 입력전압을 제어신호 및 궤환율 제어신호중 적어도 하나에 의해 가변된 가변 출력전압으로 출력하는 다수개의 가변전압원 회로부들과;
    상기 정전압원 회로부들의 정전압 출력전압들 및 가변전압원 회로부들로부터의 가변 출력전압들을 포함하는 다수의 입력신호들 각각을 소정 선택신호에 의거하여 각 입력신호의 대응 다수 출력단들 중으로 선택 출력하는 다수개의 스위칭부들과;
    소정 각 전압원 회로부 제어요구에 의거하여 상기 정전압원 회로부들과 상기 가변전압원 회로부들로 대응 신호를 선택적으로 발생하는 신호발생기로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  20. 전압원 제어장치에 있어서:
    입력전압을 가변가능한 제어신호 및 궤환율 제어신호중 적어도 하나에 의거하여 조절된 가변출력전압으로 출력하는 다수개의 가변전압원 회로부들과,
    상기 가변전압원 회로부들로부터의 가변 출력전압들을 입력으로 소정 제어에 의거하여 각 입력 대응 다수 출력단들 중으로 선택 출력하는 다수개의 스위칭부들을 구비하고;
    소정 각 전압원 회로부 제어요구에 의거하여 상기 정전압원 회로부들과 상기 가변전압원 회로부들로 대응 신호를 선택적으로 발생하는 신호발생기로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 상기 신호발생기의 궤환율 제어신호에 의거하여 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 상기 신호발생기로부터의 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 전압원 제어장치.
  21. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 조절된 가변출력전압으로 출력하는 적어도 두개 이상의 가변전압원 회로부들과;
    상기 가변출력전압을 공급받아 발광하는 LED로 구성하고;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 LED 구동장치.
  22. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 조절된 가변출력전압으로 출력하는 적어도 하나 이상의 가변전압원 회로부들과;
    상기 가변전압원 회로부들로부터의 가변출력전압들을 포함하는 다수의 입력신호들을 소정 선택신호에 의거하여 각 입력 대응 다수 출력단들 중으로 선택 출력하는 스위칭부와;
    상기 스위칭부의 다수 출력단들에 LED군을 포함하는 부하군들을 연결 구성하고;
    상기 가변전압원 회로부들 각각은;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 가변율 제어신호에 의거하여 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 LED 구동장치.
  23. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변출력전압 공급에 순응하여 회전하는 모터로 구성하고;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 모터 구동장치.
  24. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    모터와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변 출력전압을 제1입력단으로, 접지를 제2입력단으로 연결하고 제1,제2 출력단을 상기 모터의 양단에 연결하며 소정 선택신호에 의거하여 상기 모터에 인가되는 전류흐름 방향을 제어하는 풀브릿지회로로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 모터 구동 장치.
  25. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 조절된 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변출력전압 공급에 따라 이동체의 위치를 이동시키는 액츄에이터로 구성하고;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 액츄에이터장치.
  26. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 조절된 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    이동체의 위치를 이동시키는 액츄에이터와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변 출력전압을 제1입력단으로 접지를 제2입력단으로 연결하고 제1,제2 출력단을 상기 액츄에이터의 양단에 연결하며 소정 선택신호에 의거하여 상기 액츄에이터에 인가되는 전류흐름 방향을 제어하는 풀브릿지회로로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 액츄에이터장치.
  27. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변출력전압을 승압하여 부하로 공급하는 업 컨버터로 구성하고;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 전원장치.
  28. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    상기 가변전압원 회로부로부터의 가변출력전압을 승압 출력하는 업 컨버터와;
    소정 선택신호에 의거하여 상기 승압 출력을 다수의 부하들 중 선택된 부하로 출력하는 스위칭부로 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 전원장치.
  29. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    가변 출력전압과 발진제어신호에 의거하여 출력주파수를 가변시키는 발진기와;
    발진기의 출력주파수를 피드백 받아 제어명령을 내리는 프로세서와;
    상기 프로세서의 제어명령에 따라 상기 가변전압원 회로부와 상기 발진기로 인가할 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생기를 포함하여 구성하며;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 발진기 구동장치.
  30. 입력전압을 소정 제어에 의거하여 가변 출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    적어도 하나 이상의 센서들로 구성된 감지부와;
    감지부의 감지에 따른 제어명령을 내리는 주제어부와;
    상기 주제어부의 제어명령에 따라 상기 가변전압원 회로부와 부하로 인가할 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생기를 포함하며;
    상기 가변전압원 회로부는;
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 제어장치.
  31. 제30항에 있어서,
    출력단들에 다수의 부하들이 연결되며, 상기 가변전압원 회로부로부터의 가변 출력전압을 상기 제어신호 발생부의 제어신호에 의거하여 선택된 부하로 출력하는 스위칭부를 더 구비함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 제어장치.
  32. 전압원회로부의 궤환율을 선택적 가변하고 외부의 시간적으로 가변가능한 제어신호에 의거하여 입력전압을 조절된 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와;
    적어도 하나 이상의 센서들로 구성되며 주변환경 상태를 감지하여 출력하는 감지부와;
    감지부의 각 감지출력에 따라 각 부하들이 주변환경에 부합하여 작동할 수 있도록 상기 가변전압원 회로부를 제어하는 제어장치로 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 이동통신단말 장치의 제어장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 가변전압원 회로부는,
    입력단에 입력전압이 연결되고 출력단으로 출력전압이 출력되는 트랜지스터와, 두 입력신호 전압레벨을 비교하여 상기 트랜지스터를 제어하는 연산증폭기를 포함하여 전압원 회로부를 구성하되,
    상기 출력단으로부터 궤환되어 상기 연산증폭기의 일입력단으로 인가되는 전압의 궤환율을 선택적으로 가변시키는 궤환회로와, 상기 연산증폭기의 타입력단으로 시간적으로 가변가능한 제어신호에 대응된 제어입력전압이 인가되게 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 이동통신 단말장치의 제어장치.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 부하는 발광부, 카메라 플래쉬, 표시부, 진동모터, 액츄에이터, 아날로그부품들 중 적어도 하나 이상을 포함함을 가변전압원을 이용한 이동통신 단말장치의 제어장치.
  35. 전압원회로부의 궤환율을 선택적 가변하고 외부의 시간적으로 가변가능한 제어신호에 의거하여 입력전압을 조절된 가변출력전압으로 출력하는 가변전압원 회로부와,
    적어도 하나 이상의 센서들로 구성되며 주변환경 상태를 감지하여 출력하는 감지부와;
    사용자의 부하 작동 환경제어 요구에 대응된 신호를 출력하는 사용자 인터페이스와,
    감지부의 각 감지출력 및 사용자 인터페이스의 신호 출력중 적어도 하나에 따라 각 부하들이 주변환경에 부합하여 작동할 수 있도록 상기 가변전압원 회로부를 제어하는 제어장치로 구성함을 특징으로 하는 가변전압원을 이용한 이동통신단말 장치의 제어장치.
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