KR101021211B1 - 차량용 등기구의 점등 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 스위칭 레귤레이터로 복수의 반도체 광원을 다기능 램프로서 구동할 때에, 각 스위칭 레귤레이터에의 부하를 균등하게 하는 것을 목적으로 한다.
LED1∼LED8을 2개의 그룹으로 나눠, 한쪽의 제1 그룹(G1)에 속하는 LED1∼LED3을 스위칭 레귤레이터(14)로 점등 구동하고, 다른 쪽의 제2 그룹(G2)에 속하는 LED4∼LED8을 스위칭 레귤레이터(16)로 점등 구동함에 있어서, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 LED1∼LED8에 공급하는 전력의 최대값을 대략 같게 하여, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에의 부하를 균등하게 한다.

Description

차량용 등기구의 점등 제어 장치{LIGHTING CONTROL UNIT FOR VEHICLE LIGHTING FIXTURE}
본 발명은, 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 관한 것이며, 특히 반도체 발광 소자로 구성된 반도체 광원의 점등을 제어하도록 구성된 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 관한 것이다.
종래에는 차량용 등기구로서, LED(Light Emitting Diode) 등의 반도체 발광 소자를 광원으로 이용한 것이 알려져 있고, 이러한 종류의 차량용 등기구에는 LED의 점등을 제어하기 위한 점등 제어 장치가 실장되어 있다.
점등 제어 장치로서, LED에 직렬로 접속되어 LED에 규정의 전류가 흐르도록 제어하는 시리즈 레귤레이터와, 시리즈 레귤레이터의 제어 상태에 따라서 LED에 인가하는 출력 전압을 필요 최저한의 전압으로 제어하는 스위칭 레귤레이터를 구비한 것이 알려져 있다. 스위칭 레귤레이터는 스위칭 레귤레이터에 대하여 복수 개의 LED가 직렬 또는 병렬로 접속되어도, 각 LED에 규정의 전류가 흐르도록 출력 전압을 제어할 수 있다.
그러나, 스위칭 레귤레이터의 출력이 단락되거나, 또는 접지되거나 하면, 스 위칭 레귤레이터의 부하가 가중되어, 과도한 전력 부담에 따라 고장나는 경우가 있다. 또한, 스위칭 레귤레이터의 출력이 단선 등에 의해 오픈이 되면, 예컨대 플라이백 방식의 스위칭 레귤레이터에서는 출력 전압이 과도하게 상승하는 경우가 있다.
그래서, 시리즈 레귤레이터에 의해 반도체 광원(LED)에 규정의 전류가 흐르도록 제어하고, 시리즈 레귤레이터의 제어 상태에 따라 스위칭 레귤레이터가 반도체 광원(LED)에 대한 출력 전압을 필요 최저한의 전압으로 제어하며, 어느 하나의 반도체 광원(LED)의 애노드측이 접지되고, 스위칭 레귤레이터의 출력측이 단락되어 출력 전압이 비정상적으로 저하되었을 때에는 스위칭 레귤레이터의 동작을 정지하도록 한 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-103477호 공보(제4 페이지 내지 제6 페이지, 도 1)
상기 종래 기술에서는, 스위칭 레귤레이터의 출력측에 이상이 생겼을 때에, 그 이상을 검출하여 스위칭 레귤레이터의 동작을 정지시킴으로써, LED를 보호하도록 구성되어 있지만, 각 반도체 광원(LED)을 다기능 램프, 예컨대 하이빔 램프, 방향 지시등, 코너링 램프, DRL(Daytime Running Light : 주간 점등 등화) 등의 램프로서 구성하는 경우, 1개의 스위칭 레귤레이터에서는 전력적인 부담이 증가한다. 또한, 단순히 복수의 스위칭 레귤레이터를 이용하여도, 한쪽의 스위칭 레귤레이터의 전력적인 부담이 증가한다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 복수의 스위칭 레귤레이터로 복수의 반도체 광원을 다기능 램프로서 구동할 때에, 각 스위칭 레귤레이터에의 부하를 균등하게 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서는, 복수의 반도체 광원에 전력을 공급하는 복수의 스위칭 레귤레이터와, 상기 스위칭 레귤레이터의 출력 전압을 제어하는 스위칭 레귤레이터 제어 수단, 그리고 상기 반도체 광원에 접속되고 외부로부터의 통신 정보에 기초하여 상기 반도체 광원의 점등/소등을 제어하는 점등/소등 제어 수단을 포함하며, 상기 복수의 스위칭 레귤레이터가 상기 반도체 광원에 공급하는 각 전력의 최대값 중 적어도 2개는 거의 같은 구성으로 하였다.
(작용) 복수의 스위칭 레귤레이터가 반도체 광원에 공급하는 각 전력의 최대값 중 적어도 2개는 거의 같은 구성으로 하였기 때문에, 각 스위칭 레귤레이터에의 부하를 균등하게 할 수 있어, 각 스위칭 레귤레이터의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 반도체 광원을 복수의 그룹으로 나눠, 각 그룹에 속하는 반도체 광원에 대하여, 각각 복수의 스위칭 레귤레이터로부터 전력을 공급하도록 했기 때문에, 모든 반도체 광원이 꺼지는 것을 방지할 수 있고, 주행의 안전성의 향상에 기여할 수 있다.
청구항 2에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서는, 청구항 1에 기재한 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서, 상기 반도체 광원은 차량용 전조등으로서 이용되고, 적어도 하나의 스위칭 레귤레이터에 접속되는 상기 반도체 광원은 주간용 광원과 야간용 광원 양쪽 모두의 광원으로 이용되는 구성으로 하였다.
(작용) 복수의 반도체 광원은 차량용 전조등으로서 이용되고, 이들 반도체 광원 중 적어도 하나의 스위칭 레귤레이터에 접속되는 반도체 광원은, 주간용 광원과 야간용 광원 양쪽 모두의 광원으로 이용되며, 주간용 광원으로서의 반도체 광원과 야간용 광원으로서의 반도체 광원 양쪽 모두가 동시에 점등되지 않도록 하였기 때문에, 스위칭 레귤레이터로부터 반도체 광원에 공급하는 전력의 최대값(최대 전력)을 낮출 수 있다.
청구항 3에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재한 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서, 상기 반도체 광원 중 적어도 2개는 로우빔용 광원으로서 이용되고, 상기 로우빔용 광원은 각각의 스위칭 레 귤레이터에 분리 접속되어 있는 구성으로 하였다.
(작용) 복수의 반도체 광원 중 적어도 2개를 로우빔용 반도체 광원으로서 이용하고, 각 로우빔용 반도체 광원을 각각 상이한 스위칭 레귤레이터에 접속하였기 때문에, 로우빔용 반도체 광원을 모두 동일한 스위칭 레귤레이터에 접속할 때보다, 사용 빈도가 다른 반도체 광원보다 높고 고장나기 쉬운 복수의 로우빔용 반도체 광원을 2개로 분리하여 점등시킬 수 있으며, 스위칭 레귤레이터 중 어느 한 쪽에 이상이 생겨도, 로우빔용 반도체 광원의 일부의 점등을 유지할 수 있다.
청구항 4에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재한 차량용 등기구의 점등 제어 장치에서, 상기 반도체 광원은 로우빔용 광원과 하이빔용 광원으로 이루어지고, 상기 로우빔용 광원과 상기 하이빔용 광원은 각각 상이한 스위칭 레귤레이터에 접속되어 있는 구성으로 하였다.
(작용) 복수의 반도체 광원 중 로우빔용 반도체 광원과 하이빔용 반도체 광원을 각각 상이한 스위칭 레귤레이터에 접속하였기 때문에, 로우빔용 반도체 광원과 하이빔용 반도체 광원을 모두 동일한 스위칭 레귤레이터에 접속할 때보다, 소비 전력이 큰 반도체 광원이 이분되므로, 전력 분배의 밸런스를 좋게 할 수 있다.
이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 청구항 1에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 의하면, 각 스위칭 레귤레이터에의 부하를 균등하게 할 수 있어, 각 스위칭 레귤레이터의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 모든 반도체 광원이 꺼지는 것을 방지할 수 있어, 주행의 안전성의 향상에 기여할 수 있다.
청구항 2에 의하면, 스위칭 레귤레이터로부터 반도체 광원에 공급하는 전력의 최대값(최대 전력)을 낮출 수 있다.
청구항 3에 의하면, 사용 빈도가 다른 반도체 광원보다 높고 고장나기 쉬운 복수의 로우빔용 반도체 광원을 2개로 분리하여 점등시킬 수 있어, 스위칭 레귤레이터 중 어느 한 쪽에 이상이 생겨도, 로우빔용 반도체 광원의 일부의 점등을 유지할 수 있다.
청구항 4에 의하면, 전력 분배의 밸런스를 좋게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 다기능 램프로 구성된 차량용 등기구의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예로서, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED를 모두 동일한 그룹으로 했을 때의 각종 점등 모드와 각 LED의 전력과의 관계를 설명하기 위한 설명도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예로서, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED를 2개의 그룹으로 나눴을 때의 각종 점등 모드와 각 LED의 전력과의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 1에서, 차량용 등기구(발광 장치)(10)는 다기능 램프로서, 예컨대 5종류의 광원을 구성하는 LED1∼LED8을 구비하고 있다. LED1∼LED3은 로우빔용 헤드램프로서, LED4와 LED5는 하이빔용 헤드램프로서, LED6은 코너링 램프로서, LED7은 방향 지시등으로서, LED8은 DRL로서 구성되어 있다.
이들 다기능 램프의 점등을 제어하기 위한 차량용 등기구의 점등 제어 장 치(12)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, LED1∼LED3을 부하로 하는 스위칭 레귤레이터(14)와, LED4∼LED8을 부하로 하는 스위칭 레귤레이터(16)와, 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 출력 전압을 각각 제어하는 제어 회로(18, 20)와, 외부로부터의 통신 정보에 응답하여 LED1∼LED8을 개별적으로 점등/소등하기 위한 제어 신호를 생성하는 점등/소등 제어 회로(22), 그리고 각 LED1∼LED8에 각각 직렬로 접속되고 각 LED1∼LED8의 전류를 개별적으로 조정하는 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38)를 구비하여 구성되어 있다.
각 LED1∼LED3은 반도체 발광 소자로 구성된 반도체 광원으로서, 서로 병렬로 접속되고, 스위칭 레귤레이터(14)의 출력측에서 각 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)와 직렬로 접속되어 있다. 각 LED4∼LED8은 반도체 발광 소자로 구성된 반도체 광원으로서, 서로 병렬로 접속되고, 스위칭 레귤레이터(16)의 출력측에서 각 시리즈 레귤레이터(30, 32, 34, 36, 38)와 직렬로 접속되어 있다.
각 LED1∼LED8로서는, 서로 직렬로 접속된 복수 개의 LED 또는 서로 병렬로 접속된 복수 개의 LED를 이용할 수도 있다. 또한, 각 LED1∼LED8은 정지등 및 후미등, 안개등, 차폭등(스몰 램프) 등의 각종 차량용 등기구의 광원으로서 구성할 수 있다.
스위칭 레귤레이터(14, 16)는 동일한 회로 구성으로서, 콘덴서(C1, C2), 변압기(T1), 다이오드(D1), NMOS 트랜지스터(40)를 구비하여 구성되어 있고, 콘덴서(C1)의 양단측이 전원 입력 단자(42, 44)에 접속되며, 다이오드(D1)와 콘덴서(C2)의 접속점이 광원 단자(46 또는 48)와 제어 회로(18 또는 20)에 각각 접속되 어 있다. 전원 입력 단자(42)는 차량 탑재 배터리(직류 전원)(50)의 플러스 단자에 접속되고, 전원 입력 단자(44)는 접지되어 있으며, 차량 탑재 배터리(50)의 마이너스 단자에 접속되어 있다.
각 스위칭 레귤레이터(14, 16)는, 예컨대 IC(집적 회로)로 구성되어, 연산기로서의 기능을 갖는 제어 회로(18, 20)로부터 출력되는 스위칭 신호, 예컨대 수 10 kHz∼수 100 kHz의 주파수에 따른 스위칭 신호에 의해 NMOS 트랜지스터(40)가 온/오프 동작하도록 되어 있다. 스위칭 신호에 의해 NMOS 트랜지스터(40)가 온/오프 동작하면, 전원 입력 단자(42)로부터 변압기(T1)의 1차 권선(L1), NMOS 트랜지스터(40), 전원 입력 단자(44)로 직류 전류가 흐르고, 2차 권선(L2)의 양단에 교류 전압이 발생하며, 2차 권선(L2)에 교류 전류가 흐른다. 2차 권선(L2)을 흐르는 교류 전류는 다이오드(D1)로 정류되고, 콘덴서(C2)로 평활해지며, 평활해진 직류 전류가 광원 단자(46)로부터 LED1∼LED3 또는 광원 단자(48)로부터 LED4∼LED8에 공급된다.
또한, 스위칭 레귤레이터(14, 16)는 각 제어 회로(18, 20)에 의해 출력 전압(E1, E2)이 제어되도록 되어 있다. 구체적으로, 제어 회로(18)는 스위칭 레귤레이터 제어 수단으로서, 스위칭 레귤레이터(14)의 출력 전압(E1)을 라인(L11)의 전압(E1)으로 감시하고, 각 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)의 제어 상태를 라인(L12, L13, L14)의 전압으로 감시하며, 각 라인(L11∼L14)의 전압에 기초하여, 각 LED1∼LED3과 각 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)로 구성되는 3계통의 직렬 회로 중 가장 전압이 높은 직렬 회로의 전압에 맞추도록, 출력 전압(E1)을 필요 최저한의 전압으 로 제어하도록 되어 있다.
마찬가지로, 제어 회로(20)는 스위칭 레귤레이터 제어 수단으로서, 스위칭 레귤레이터(16)의 출력 전압(E2)을 라인(L21)의 전압(E2)으로 감시하고, 각 시리즈 레귤레이터(30, 32, 34, 36, 38)의 제어 상태를 라인(L21, L22, L23, L24, L25, L26)의 전압으로 감시하며, 각 라인(L21∼L26)의 전압에 기초하여 각 LED4∼LED8과 각 시리즈 레귤레이터(30, 32, 34, 36, 38)로 구성되는 5계통의 직렬 회로 중 가장 전압이 높은 직렬 회로의 전압에 맞추도록, 출력 전압(E2)을 필요 최저한의 전압으로 제어하도록 되어 있다.
점등/소등 제어 회로(22)는, 예컨대 CPU(중앙 처리 장치), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), I/O(Input/Output) 인터페이스 회로 등을 구비한 마이크로 컴퓨터로 구성되고, 입력측이 통신 단자(52), 와이어 하니스(도시 생략)를 통해 차량 전자 제어 유닛(ECU)에 접속되어 있다.
점등/소등 제어 회로(22)는, 각 LED1∼LED8을 개별적으로 점등/소등하기 위한 통신 정보가 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 외부의 통신 정보로서 입력되었을 때에는, 이 통신 정보를 식별하고, 식별 결과에 따른 제어 신호(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114)를 각각 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38)에 출력하는 점등/소등 제어 수단으로서 구성되어 있다.
제어 신호(100∼114)는, 통신 정보의 식별 결과에 따라서 생성된다. 예컨대, 점등해야 하는 LED에 대응한 제어 신호는 로우 레벨의 신호로서 생성되고, 소등해야 하는 LED에 대응한 제어 신호는 하이 레벨의 신호로서 생성되며, 감광 점등 해야 하는 LED에 대응한 제어 신호는 듀티비가 수 10%인 온/오프 신호로서 생성된다.
한편, 각 시리즈 레귤레이터(24∼38)는 각각 동일한 회로 구성으로서, PNP 트랜지스터(54)와, 연산 증폭기(56)와, NMOS 트랜지스터(58)와, 션트 저항(Rs), 그리고 저항(R1, R2, R3, R4)을 구비하여 구성되어 있다. NMOS 트랜지스터(58)는 스위치 소자로서 구성되고, 션트 저항(Rs)과 직렬로 접속되어 있으며, 광원 단자(60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74)를 통해, LED1∼LED8에 각각 직렬로 접속되어 있다.
또한, 스위치 소자로서는, NMOS 트랜지스터(58) 대신에 다른 스위치 소자, 예컨대 NPN 트랜지스터를 이용할 수도 있다.
션트 저항(Rs)은, 각 LED1∼LED8에 흐르는 전류를 전압으로 변환하여, 연산 증폭기(56)의 마이너스 입력 단자에 입력하는 전류 검출 소자로서 구성되어 있다. 연산 증폭기(56)는, 저항 R3과 저항 R4의 접속점에 생기는 전압을 취하여 플러스 입력 단자에 넣고, 션트 저항(Rs)의 양단 전압을 취하여 마이너스 입력 단자에 넣으며, 양자의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따른 게이트 전압(제어 신호)을 생성하며, 이 게이트 전압을 NMOS 트랜지스터(58)의 게이트에 인가하여 NMOS 트랜지스터(58)의 온/오프 동작을 제어한다.
즉, 각 시리즈 레귤레이터(24∼38)는 연산 증폭기(56)의 비교 결과에 따라서 NMOS 트랜지스터(58)의 온/오프 동작을 제어함으로써, 각 LED1∼LED8에 규정의 전류가 흐르도록, 각 LED1∼LED8의 전류를 개별적으로 제어하도록 되어 있다.
예컨대, 모든 로우빔용 헤드램프를 점등시키기 위한 통신 정보가 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 외부의 통신 정보로서 점등/소등 제어 회로(22)에 입력되고, 로우 레벨의 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(100, 102, 104)로서 출력되었을 때에는, 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)의 PNP 트랜지스터(54)가 온이 되며, 전압 VDD를 저항 R3과 저항 R4로 분압한 전압이 기준 전압으로서 연산 증폭기(56)의 플러스 입력 단자에 입력된다. 이때, 연산 증폭기(56)는 션트 저항(Rs)의 양단 전압을 기준 전압에 일치시키기 위해, 하이 레벨의 전압을 출력한다. 이것에 의해, NMOS 트랜지스터(58)가 온이 되고, 각 LED1∼LED3에 규정 전류가 흐르며, 각 LED1∼LED3이 점등된다.
한편, 모든 로우빔용 헤드램프를 소등시키기 위한 통신 정보가 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 점등/소등 제어 회로(22)에 입력되고, 하이 레벨의 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(100, 102, 104)로서 출력되었을 때에는, 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)의 PNP 트랜지스터(54)가 오프되며, 연산 증폭기(56)의 플러스 입력 단자에는 전압이 인가되지 않게 된다. 이 때문에, 연산 증폭기(56)로부터는 로우 레벨의 전압이 출력되고, NMOS 트랜지스터(58)가 오프되어, 각 LED1∼LED3이 소등된다.
또한, 모든 로우빔용 헤드램프를 감광 점등[조광(調光)]시키기 위한 통신 정보가 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 점등/소등 제어 회로(22)에 입력되고, 듀티비가 수 10%인 온/오프 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(100, 102, 104)로서 출력되면, 온/오프 신호에 응답하여, 시리즈 레귤레이터(24, 26, 28)의 PNP 트랜지스터(54)가 온/오프 동작을 반복한다. 이것에 의해, 연산 증폭 기(56)로부터는 하이 레벨의 전압과 로우 레벨의 전압이 교대로 출력되고, NMOS 트랜지스터(58)가 온/오프 동작을 반복한다. 이 때문에, 각 LED1∼LED3은 NMOS 트랜지스터(58)의 온/오프 동작에 따라서 감광 점등된다.
마찬가지로 하여, 모든 하이빔용 헤드램프, 또는 코너링램프, 방향 지시등, DRL을 점등시키기 위한 통신 정보가 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 점등/소등 제어 회로(22)에 입력되고, 로우 레벨의 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(106, 108) 또는 제어 신호(110, 112, 114)로서 출력되었을 때에는, 시리즈 레귤레이터(30, 32) 또는 시리즈 레귤레이터(34, 36, 38)의 PNP 트랜지스터(54)가 온이 되고, NMOS 트랜지스터(58)가 온이 되어, LED4와 LED5 또는 LED6∼LED8이 점등된다.
또한, 하이 레벨의 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(106, 108) 또는 제어 신호(110, 112, 114)로서 출력되었을 때에는, LED4와 LED5 또는 LED6∼LED8이 소등되고, 듀티비가 수 10%인 온/오프 신호가 점등/소등 제어 회로(22)로부터 제어 신호(106, 108) 또는 제어 신호(110, 112, 114)로서 출력되면, LED4와 LED5 또는 LED6∼LED8이 감광 점등된다.
즉, 점등/소등 제어 회로(22)에서, 차량 전자 제어 유닛(ECU)으로부터의 통신 정보를 식별하고, 식별 결과에 따라서 시리즈 레귤레이터(24∼38)에 제어 신호(100∼114)를 출력함으로써, LED1∼LED8을 개별적으로 점등/소등·감광 점등시킬 수 있다.
또한, 각 시리즈 레귤레이터(24∼38)에서, LED1∼LED3, LED4∼LED8에 각각 규정 전류를 흘리는 제어를 행하고 있는 과정에서는, NMOS 트랜지스터(58)의 게이트 전압이 임계 전압, 예컨대 2V∼3V 근방이 된다. 이때, LED1∼LED3 또는 LED4∼LED8 중 어느 하나의 LED에 흐르는 전류가 규정 전류에 미치지 못하면, LED1∼LED3 또는 LED4∼LED8에 접속된 NMOS 트랜지스터(58)의 게이트 전압은 높아진다. 어느 하나의 NMOS 트랜지스터(58)의 게이트 전압이 높아지면(라인 L12∼L14 또는 라인 L22∼L26 중 어느 하나의 전압이 높아지면), 제어 회로(18 또는 20)는 스위칭 레귤레이터(14 또는 16)의 출력 전압을 높이도록, NMOS 트랜지스터(58)에 대한 온/오프 동작을 제어한다.
또한, LED1∼LED3 또는 LED4∼LED8에 접속된 모든 NMOS 트랜지스터(58)의 게이트 전압이 임계 전압 정도로 낮아졌을 때에는, 스위칭 레귤레이터(14 또는 16)의 출력을 낮추도록, NMOS 트랜지스터(40)의 스위칭 동작이 제어된다. 이 때문에, 스위칭 레귤레이터(14 또는 16)는 Vf(순방향 전압)가 변동하는 동안에 LED1∼LED3 중의 또는 LED4∼LED8 중의 가장 높은 전압 근방으로 출력 전압을 제어할 수 있다.
여기서, 스위칭 레귤레이터(14, 16)로부터 LED1∼LED3 또는 LED4∼LED8에 각각 전력을 공급함에 있어서, 스위칭 레귤레이터(14, 16)에 대한 부하를 균등하게 배분하고 있다.
예컨대, 2대의 스위칭 레귤레이터(14, 16)에서 LED1∼LED8의 전력(소비 전력)을 부담하는 경우, 비용·사이즈·열(방열)을 고려하면, LED1∼LED8의 전력(소비 전력)을 2 등분하는 것이 가장 효율적이다.
구체적으로는, LED1∼LED8의 통상 사용시의 전력(소비 전력)이 각각 10 W, 10 W, 10 W, 10 W, 10 W, 5 W, 10 W, 10 W인 경우, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED1∼LED3의 전력을 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담하고, 다른 램프에 이용하는 LED4∼LED8의 전력을 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담하면, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 30 W가 되며, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 45 W가 되어, 양자의 차가 크며, 밸런스가 적절하다고는 할 수 없다.
한편, LED1∼LED4의 전력을 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담하고, LED5∼LED8의 전력을 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담하면, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 40 W가 되며, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 35 W가 되어, 양자의 차가 작고, 밸런스가 좋아진다. 이 경우, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)를 40 W의 전력을 출력할 수 있는 것으로 설계하는 것이 좋다.
단, 각 LED1∼LED8은 항상 점등되는 것이 아니고, 각 램프의 점등 모드를 고려하지 않으면 각 LED1∼LED8의 전력을 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에 균등하게 배분할 수는 없다.
예컨대, 도 3에 나타내는 바와 같이, DRL은 낮에 점등되는 것이고, 로우빔이나 하이빔의 램프가 점등되어 있을 때에는, 점등되지 않게 되어 있다. 그래서, 점등 모드로서, 야간의 통상 주행시(DRL:소등시)의 점등 모드를 고려하는 경우, LED1∼LED4의 전력을 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담하고, LED5∼LED8의 전력을 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담한다면, 한쪽의 스위칭 레귤레이 터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 40W가 되고, 다른 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)은 25 W가 된다.
마찬가지로, 저속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 43 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 25 W가 된다. 또한, 고속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 43 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 25 W가 된다. 즉, 어느 점등 모드라도, 점등 모드를 고려하지 않을 때보다, 양자의 차가 크고, 밸런스가 좋지 않게 된다.
반대로, LED1∼LED3을 제1 그룹(G1)에 속하는 LED로 하여, LED1∼LED3의 전력을 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담하고, 다른 램프에 이용하는 LED4∼LED8을 제2 그룹(G2)에 속하는 LED로 하여, LED4∼LED8의 전력을 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담하면, 야간의 통상 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 30 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 되어, 점등 모드를 고려하지 않을 때보다, 양자의 차가 작고, 밸런스가 좋아진다.
마찬가지로, 저속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 33 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 된다. 또한, 고속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 33 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 된다.
이 경우, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)를, 각 점등 모드를 고려하여도 최대 전력으로서 35 W의 전력을 출력할 수 있는 것으로 설계하면 좋고, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)로서, 점등 모드를 고려하지 않을 때보다 전력 출력 능력이 낮은 것을 이용할 수 있으며, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)를 소형화하는 것이 가능해진다.
또한, 주행의 안전성을 보다 높이기 위해, 본 실시예에서는 저속 주행시에서의 점등 모드에서는, 로우빔용 헤드램프 중 LED2를 통상의 점등으로 하고, LED3을 감광 점등하며, LED1을 증광 점등하여, 차량에 가까운 장소의 시인성을 향상시키는 것으로 하고 있다. 한편, 고속 주행시에서의 점등 모드에서는, 로우빔용 헤드램프 중 LED2를 통상의 점등으로 하고, LED3을 증광 점등하며, LED1을 감광 점등하여, 차량으로부터 떨어진 먼쪽의 시인성을 향상시키는 것으로 하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 부하가 되는 LED로서, 각각 3개의 LED와 5개의 LED를 이용한 것을 나타내었지만, 동일 종류의 LED를 부하로 할 때에는 1개로 할 수도 있다. 예컨대, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED로서, 30 W의 대전력용 LED를 1개 이용할 수 있고, 반드시 복수 개를 이용할 필요는 없다.
또한, 다기능 램프 이외의 램프로서, 개별적으로 점등/소등이나 조광(調光)할 필요가 없는 LED를 추가하는 경우, 예컨대 합계의 전력(소비 전력)이 50 W인 LED를 복수 개 추가하는 경우, 추가되는 LED를 점등하기 위한 스위칭 레귤레이터로서는, 반드시 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 출력 전력(35 W)에 맞는 것을 이용할 필요는 없고, 추가되는 LED를 점등 구동하는 데 필요한 전력(50 W)을 출력할 수 있는 것을 이용할 수 있다.
이 경우, 3대째의 스위칭 레귤레이터로서 50 W 출력의 스위칭 레귤레이터를 준비하고, 추가된 복수 개의 LED를 각각 직렬로 접속하며, 이들 추가된 LED에 50 W 출력의 스위칭 레귤레이터로부터 전력을 공급하면 좋다. 이 방법이 스위칭 레귤레이터(14, 16)와 3대째의 스위칭 레귤레이터의 출력 전력을, LED 전체(LED1∼LED8와 추가되는 LED)의 전력(소비 전력)을 고려하여, 대략 같아지도록 분류하는 것보다, 시리즈 레귤레이터의 수를 삭감할 수 있어, 비용·사이즈면에서 효과적이다.
즉, 차량용 등기구 전체 중에서, 복수의 LED를 점등/소등·조광하는 기능이 필요한 스위칭 레귤레이터(14, 16)에 대해서만, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)을 대략 같게, 예컨대 35 W로 하면 좋다.
본 실시예에 의하면, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 LED1∼LED8에 공급하는 전력의 최대값[각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에서 부담해야 하는 전력의 최대값]을 대략 같게 하였기 때문에, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에의 부하를 균등하게 할 수 있고, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, LED1∼LED8을 2개의 그룹으로 나눠, 한쪽의 제1 그룹(G1)에 속하는 LED1∼LED3을 스위칭 레귤레이터(14)로 점등 구동하고, 다른 쪽의 제2 그룹(G2)에 속하는 LED4∼LED8을 스위칭 레귤레이터(16)로 점등 구동하였기 때문에, 모든 LED가 꺼지는 것을 방지할 수 있어, 주행의 안전성 향상에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED1∼LED3과 하이빔용 헤드램프에 이용하는 LED4∼LED5를 각각 상이한 스위칭 레귤레이터(14, 16)에 접속하였기 때문에, LED1∼LED5를 동일한 스위칭 레귤레이터에 접속할 때보다, 소비 전력이 큰 LED1∼LED5가 이분되므로, 전력 분배의 밸런스를 좋게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 차량용 전조등으로서 이용되는 LED1∼LED8 중, 스위칭 레귤레이터(16)에 접속되는 LED4∼LED7은 야간용으로 이용되고, 스위칭 레귤레이터(16)에 접속되는 LED8은 주간용으로 이용되며, LED4∼LED7와 LED8 양쪽 모두를 동시에 점등하지 않기 때문에, 스위칭 레귤레이터(16)의 LED4∼LED8에 공급하는 전력의 최대값(최대 전력)을 낮출 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예를 도 4에 기초하여 설명한다. 본 실시예는, 안전 주행에 지장을 초래하는 현상을 방지하기 위해, 예컨대 로우빔용 헤드램프(LED1∼LED3)를 점등하여 주행하고 있는 경우에, 어떠한 원인으로 LED1∼LED3의 애노드측의 배선이 접지되고, 모든 로우빔용 헤드램프(LED1∼LED3)가 소등되는 것을 방지하기 위해, LED2와 LED4를 교체한 것으로, 다른 구성은 제1 실시예와 같다.
구체적으로는, LED1과 LED3 및 LED4를 제1 그룹(G1)에 속하는 LED로 하여, LED1과 LED3 및 LED4의 전력을 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담하고, LED2 와 LED5∼LED8을 제2 그룹(G2)에 속하는 LED로 하여, LED2와 LED5∼LED8의 전력을 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담하는 것으로 하고 있다.
이 경우, 야간의 통상 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 30 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 되며, 점등 모드를 고려하지 않을 때보다, 양자의 차가 작고, 밸런스가 좋아진다.
마찬가지로, 저속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 33 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 된다. 또한, 고속 주행시의 점등 모드에서는, 한쪽의 스위칭 레귤레이터(14)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 33 W가 되고, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터(16)에서 부담해야 하는 전력(전력 합계의 최대값)이 35 W가 된다.
이 경우, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)를, 각 점등 모드를 고려하여도 최대 전력으로서 35 W의 전력을 출력할 수 있는 것으로 설계하면 좋고, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)로서, 점등 모드를 고려하지 않을 때보다 전력 출력 능력이 낮은 것을 이용할 수 있어, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)를 소형화하는 것이 가능해진다.
본 실시예에 의하면, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 LED1∼LED8에 공급하는 전력의 최대값[각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에서 부담해야 하는 전력의 최대값]을 대략 같게 하였기 때문에, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)에의 부하를 균등하게 할 수 있고, 각 스위칭 레귤레이터(14, 16)의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 로우빔용 헤드램프가 되는 LED1과 LED3을 스위칭 레귤레이터(14)에 접속하고, 로우빔용 헤드램프가 되는 LED2를 스위칭 레귤레이터(16)에 접속하였기 때문에, 사용 빈도가 다른 램프보다 높고 고장나기 쉬운 복수의 로우빔용 헤드램프를 2개로 분리하여 점등시킬 수 있으며, 스위칭 레귤레이터(14, 16) 중 어느 한 쪽에 접지에 따르는 이상이 발생하여도, 로우빔용 헤드램프의 일부의 점등을 유지할 수 있어, 어느 정도의 안전 주행을 유지할 수 있다.
또한, 일반적인 야간 주행에서는, 로우빔용 헤드램프만의 점등으로 주행하는 경우가 많기 때문에, 열적인 부담을 2개의 스위칭 레귤레이터(14, 16)에 분산시킬 수 있다.
또한, 2개의 스위칭 레귤레이터(14, 16) 중 한 쪽에 이상이 생겼을 때에, 다른 쪽의 스위칭 레귤레이터에 접속된 LED의 전부 또는 일부를 적극적으로 점등함으로써, 안전 주행을 확보하고, 이상 통지를 행하도록 구성할 수도 있다.
도 1은 다기능 램프로 구성된 차량용 등기구의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예로서, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED를 모두 동일 그룹으로 했을 때의 각종 점등 모드와 각 LED의 전력과의 관계를 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예로서, 로우빔용 헤드램프에 이용하는 LED를 2개의 그룹으로 나눴을 때의 각종 점등 모드와 각 LED의 전력과의 관계를 설명하기 위한 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8: LED
12: 차량용 등기구의 점등 제어 장치
14, 16: 스위칭 레귤레이터
18, 20: 제어 회로
22: 점등/소등 제어 회로
24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38: 시리즈 레귤레이터
40: NMOS 트랜지스터
54: PNP 트랜지스터
56: 연산 증폭기
58: NMOS 트랜지스터

Claims (4)

  1. 복수의 반도체 광원에 전력을 공급하는 복수의 스위칭 레귤레이터와,
    상기 스위칭 레귤레이터의 출력 전압을 제어하는 스위칭 레귤레이터 제어 수단, 그리고
    상기 반도체 광원에 접속되고, 외부로부터의 통신 정보에 기초하여, 상기 반도체 광원의 점등/소등을 제어하는 점등/소등 제어 수단
    을 포함하고, 상기 복수의 스위칭 레귤레이터가 상기 반도체 광원에 공급하는 각 전력의 최대값 중 2개 이상이 같은 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 광원은 차량용 전조등으로서 이용되고,
    하나 이상의 스위칭 레귤레이터에 접속되는 상기 반도체 광원은, 주간용 광원과 야간용 광원 양쪽 모두의 광원으로 이용되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반도체 광원 중 2개 이상은 로우빔용 광원으로서 이용되고,
    상기 로우빔용 광원은, 각각의 스위칭 레귤레이터에 분리 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반도체 광원은 로우빔용 광원과 하이빔용 광원으로 이루어지고,
    상기 로우빔용 광원과 상기 하이빔용 광원은, 각각 상이한 스위칭 레귤레이터에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
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