KR20190004078A

KR20190004078A - 차량용 엘이디 구동 장치

Info

Publication number: KR20190004078A
Application number: KR1020170084186A
Authority: KR
Inventors: 전원홍
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR102373176B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 제1 엘이디 그룹 및 제2 엘이디 그룹이 병렬로 연결되는 엘이디 발광부, 차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부, 상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 상기 엘이디 발광부의 입력단으로 제공하는 전류 생성부, 상기 제1 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제1 스위칭부, 상기 제2 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제2 스위칭부 및 상기 전류를 생성하기 위한 제1 제어신호를 생성하여 상기 전류 생성부로 제공하고, 상기 제1 엘이디 그룹 및 상기 제2 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량용 엘이디 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING LED FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 엘이디 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 엘이디 그룹을 구동하기 위한 엘이디 차량용 엘이디 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.

예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한다. 또한, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

이러한 차량용 램프 중 차량이 야간에 주행하거나 터널 등과 같은 어두운 장소를 주행할 때 운전자의 전방 시야가 확보되도록 하는 헤드 램프는 안전 운행을 하는데 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있다.

또한, 엘이디(LED: Light Emitting Diode)의 비약적인 발전으로 차량의 헤드 램프 분야의 광원으로 널리 사용되고 있는 추세이다.

이러한, 엘이디를 사용하여 여러 기능의 차량용 램프를 구성하는 경우, 종래에는 로우 빔에 대응되는 발광모듈 드라이버와, 하이 빔에 대응되는 발광모듈 드라이버, 주간주행등 및 포지션램프 등에 대응되는 발광모듈 드라이버가 각각 구분되어 구비됨에 따라, 로우 빔, 하이 빔, 주간주행등 또는 포지션램프 등을 출력하기 위한 다수의 발광모듈 드라이버 및 전원소스들을 각각 구비하여야 하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선하기 위한 방안이 요구된다.

일본 공개특허공보 제2010-272763호 (2010.12.02)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 복수개의 엘이디 그룹을 개별 제어하기 위한 엘이디 구동 장치의 구성을 효율적으로 개선하기 위한 차량용 엘이디 구동 장치를 제공할 수 있는 차량용 엘이디 구동 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 제1 엘이디 그룹 및 제2 엘이디 그룹이 병렬로 연결되는 엘이디 발광부, 차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부, 상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 상기 엘이디 발광부의 입력단으로 제공하는 전류 생성부, 상기 제1 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제1 스위칭부, 상기 제2 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제2 스위칭부 및 상기 기 설정된 크기의 전류를 생성하기 위한 제1 제어신호를 생성하여 상기 전류 생성부로 제공하고, 상기 제1 엘이디 그룹 및 상기 제2 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 엘이디 그룹으로 흐르는 전류의 크기를 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 제1 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 전류의 크기를 조절하기 위한 제2 제어신호를 생성하여 상기 제1 스위칭부로 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 스위칭부는 드레인이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단과 연결되고, 소스가 접지와 연결되는 스위칭 소자, 일단이 상기 소스와 연결되고, 타단이 상기 접지와 연결되는 제1 저항 및 상기 제1 저항의 일단의 전압과, 상기 제2 제어신호의 전압을 비교하여 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 출력하는 연산증폭기를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 리니어 컨버터는 상기 제어부로부터 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 온 신호 또는 오프 신호가 입력되는 온오프 단자를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전류 생성부는 일측이 상기 입력단과 연결되는 인덕터와, 상기 엘이디 발광부와 병렬 연결되는 커패시터를 포함하는 LC 필터, 상기 인덕터의 타단과 접지 사이에 연결되어 스위칭 동작에 따라 상기 LC 필터에 충전 또는 방전되는 전압의 크기를 조절하여 상기 엘이디 발광부로 기 설정된 크기의 전류를 제공하는 전류 제어 스위치부, 상기 엘이디 발광부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드 및 상기 다이오드와 상기 커패시터 사이에 연결되는 전류 측정 저항를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 전류 측정 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 기 설정된 크기의 전류가 생성되도록 상기 측정된 전압에 따라 상기 전류 제어 스위치부의 온오프를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 제1 엘이디 그룹, 제2 엘이디 그룹 및 제3 엘이디 그룹을 포함하며, 상기 제2 엘이디 그룹과 상기 제3 엘이디 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 제1 엘이디 그룹과 상기 직렬로 연결된 제2 엘이디 그룹 및 제3 엘이디 그룹은 병렬로 연결되는 엘이디 발광부, 차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부, 상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 상기 엘이디 발광부의 입력단으로 제공하는 전류 생성부, 상기 제1 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제1 스위칭부, 상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 연결된 제1 노드에 인가된 전압을 상기 전류 생성부의 입력단으로 피드백하는 제1 피드백 경로, 상기 제1 피드백 경로 상에 배치되는 제2 스위칭부, 상기 제3 엘이디 그룹의 출력단과 접지 사이에 연결되는 제3 스위칭부 및 상기 전류를 생성하기 위한 제1 제어신호를 생성하여 상기 전류 생성부로 제공하고, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제3 스위칭부의 동작을 제어하여 상기 제1 엘이디 그룹 내지 상기 제3 엘이디 그룹의 동작모드를 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 동작모드가 하향등모드인 경우, 상기 제2 스위칭부를 턴온시킬 수 있고, 상기 제3 스위칭부를 턴오프시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 동작모드가 상향등모드인 경우, 상기 제2 스위칭부를 턴오프시킬 수 있고, 상기 제3 스위칭부를 턴온시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 서로 다른 기능을 수행할 수 있는 복수개의 엘이디 그룹을 하나의 전원소스 및 드라이버를 이용하여 구현할 수 있어 엘이디 구동 장치의 구성을 효율적으로 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 고효율의 엘이디 구동 장치를 설계하기 위한 DC/DC 컨버터 구성을 능동적으로 변경할 수 있는 차량용 엘이디 구동 장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 도 1의 차량용 엘이디 구동 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 도 4의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 도 4의 차량용 엘이디 구동 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 도 5의 제2 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 도 5의 제3 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이다.
도 9는 주간주행등모드 및 포지션램프모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 하향등모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 상향등모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 주간주행등모드와 하향등모드가 동시에 동작하는 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 주간주행등모드와 상향등모드가 동시에 동작하는 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 엘이디 발광부(100), 전압 입력부(Vin)전류 생성부(200), 제1 스위칭부(310), 제2 스위칭부(320) 및 제어부(400)를 포함한다.

엘이디 발광부(100)는 복수개의 엘이디 그룹을 포함할 수 있으며, 상기 엘이디 그룹은 적어도 하나의 엘이디 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 엘이디 발광부(100)는 제1 엘이디 그룹(110) 및 제2 엘이디 그룹(120)을 포함할 수 있으며, 제1 엘이디 그룹(110)과 제2 엘이디 그룹(120)은 병렬로 연결될 수 있다.

여기서, 제1 엘이디 그룹(110) 및 제2 엘이디 그룹(120)은 하향등, 상향등, 주간주행등, 포지션램프, 브레이크 램프, 턴시그널 램프 및 백업 램프 중 어느 하나일 수 있다.

전압 입력부(Vin)는 차량의 전원장치로부터 입력되는 입력전압을 전류 생성부(200)로 제공할 수 있다.

전류 생성부(200)는 제어부(400)로부터 입력되는 제1 제어신호에 기초하여 전압 입력부(Vin)로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 엘이디 발광부(100)의 입력단으로 제공할 수 있다.

이러한 전류 생성부(200)에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 이하에서 보다 자세히 설명한다.

제1 스위칭부(310)는 제1 엘이디 그룹(110)의 출력단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 제1 스위칭부(310)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위칭부(310)는 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기를 조절하는 리니어 컨버터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 엘이디 그룹(110)과 제1 스위칭부(310)는 하나의 모듈로 제작될 수 있으며, 제1 엘이디 그룹(110) 및 제1 스위칭부(310)와 제2 엘이디 그룹(120) 및 제2 스위칭부(320) 사이에 복수개의 모듈이 삽입됨으로써, 추가되는 모듈에 따른 복수개의 기능(예컨대, 안개등, 방향지시등)을 추가로 수행할 수 있도록 구현할 수 있다.

제2 스위칭부(320)는 제2 엘이디 그룹(120)의 출력단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위칭부(320)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있으며, 제2 스위칭부(320)의 개폐동작에 의해 제2 엘이디 그룹(120)으로 흐르는 전류를 조절할 수 있다.

이러한 제1 스위칭부(310) 및 제2 스위칭부(320)에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 이하에서 보다 자세히 설명한다.

제어부(400)는 동작모드에 따라 전류 생성부(200), 제1 스위칭부(110) 및 제2 스위칭부(120)를 제어할 수 있다. 제어부(400)는 차량의 제어장치로부터 입력되는 동작모드에 대한 신호에 기초하여 전류 생성부(200), 제1 스위칭부(110) 및 제2 스위칭부(120)의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(400)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 이들의 조합일 수 있다.

도 2는 도 1의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 생성부(200)는 LC 필터(Lc, Cc), 전류 제어 스위치부(SWc), 다이오드(Dc) 및 전류 측정 저항(Rc)을 포함할 수 있다.

LC 필터는 일측이 전압 입력부(Vin)와 연결되고, 타측이 전류 제어 스위치부(SWc) 및 다이오드(Dc)와 연결되는 인덕터(Lc)와 엘이디 발광부(20)와 병렬로 연결되는 커패시터(Cc)를 포함할 수 있다. LC 필터는 전류 제어 스위치부(SWc)의 스위칭 동작에 따라 인덕터(Lc)와 커패시터(Cc)에 에너지가 충전 또는 방전될 수 있으며, 상기 충전 또는 방전되는 에너지에 의해 엘이디 발광부(100)로 제공되는 전압의 크기가 조절될 수 있다.

전류 제어 스위치부(SWc)는 인덕터(Lc)의 타측과 접지 사이에 연결될 수 있으며, 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 전류 제어 스위치부(SWc)는 제어부(400)로부터 제1 제어신호가 게이트로 입력되는 모스펫(MOSFET; Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 여기서, 제어부(400)로부터 입력되는 제1 제어신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있으며, 전류 제어 스위치부(SWc)는 상기 PWM 신호의 듀티비에 따라 스위칭 온/오프를 조절할 수 있다.

다이오드(Dc)는 일측이 인덕터(Lc)의 타측과 연결되고, 타측이 전류 측정 저항(Rc)의 일측과 연결될 수 있으며, 엘이디 발광부(100)로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단할 수 있다.

전류 측정 저항(Rc)은 일측이 다이오드(Dc)의 타측과 연결되고, 타측이 커패시터(Cc)의 일측과 연결될 수 있다.

제어부(400)는 전류 측정 저항(Rc)에 인가되는 전압을 측정하고, 이를 기준전압과 비교하여 엘이디 발광부(100)로 출력되는 전류의 변화를 감지하며, 상기 전류의 변화에 따라 전류 제어 스위치부(SWc)로 출력하는 제어신호를 조절함으로써, 전압의 크기를 조절하여 기 설정된 크기의 전류를 엘이디 발광부(100)로 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 제어신호는 PWM 신호일 수 있다. 이 경우, 제어부(400)는 상기 전류 측정 저항(Rc)에 인가된 전압이 기준전압보다 큰 경우, PWM 신호의 듀티비를 감소시킴으로써, 출력전압을 감소시켜 기 설정된 크기의 전류를 생성할 수 있다.

이와 반대로, 상기 전류 측정 저항(Rc)에 인가된 전압이 기준전압보다 작은 경우, PWM 신호의 듀티비를 증가시킴으로써, 출력전압을 증가시켜 기 설정된 크기의 전류를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1 스위칭부(310)는 제어부(400)의 제2 제어신호에 따라 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기를 조절하는 리니어 컨버터(310)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 리니어 컨버터(310)는 제1 스위칭 소자(SW1), 제1 저항(R1) 및 연산증폭기(OP1)를 포함할 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)는 드레인이 제1 엘이디 그룹(110)의 출력단과 연결되고, 소스가 제1 저항(R1)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(SW1)의 게이트는 연산증폭기(OP1)의 출력단과 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위칭 소자(SW1)는 모스펫(MOSFET)일 수 있다.

제1 저항(R1)은 일단이 제1 스위칭 소자(SW1)의 소스와 연결될 수 있으며, 타단이 접지와 연결될 수 있다.

연산증폭기(OP1)는 제어부(400)에서 제공되는 제2 제어신호와 제1 저항(R1)의 양단전압을 비교하여 출력전압을 생성하고, 상기 출력전압을 제1 스위칭 소자(SW1)의 게이트로 출력할 수 있다.

제어부(400)는 연산증폭기(OP1)로 제공하는 제2 제어신호의 전압을 조절함으로써, 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기를 조절할 수 있다. 여기서, 제2 제어신호의 전압이 높아질수록 제1 저항(R1)의 양단전압이 높아지게 되고, 제1 저항(R1)의 양단전압이 높아짐에 따라 제1 엘이디 그룹(110)에 인가되는 전압이 낮아지게 되므로, 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기가 줄어들 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(400)는 주간주행등모드의 경우, 제1 엘이디 그룹(110)의 밝기를 밝게 조절하기 위해 기 설정된 기준 전압보다 낮은 전압값을 가지는 제2 제어신호를 생성하여 연산증폭기(OP1)로 제공할 수 있다. 이와 반대로, 주간주행모드 보다 상대적으로 낮은 밝기가 요구되는 포지션램프모드의 경우, 제어부(400)는 상대적으로 높은 전압값을 가지는 제2 제어신호를 생성하여 연산증폭기(OP1)로 제공할 수 있다.

또한, 제어부(400)는 제2 제어신호의 전압을 0 V로 조절함으로써, 제1 엘이디 그룹(110)을 턴오프시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 차량용 엘이디 구동 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 3의 실시예는 기본적인 구성은 도 2의 실시예와 동일하나, 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력에 관계없이 제1 스위칭 소자(SW1)으로 온/오프(on/off) 신호를 제공할 수 있는 온/오프 단자(Von/off)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.

이 경우, 온/오프 단자(Von/off)는 제어부(400)를 통해 제1 엘이디 그룹(110)의 온/오프 신호가 입력될 수 있는 입력수단(또는 제어부(400)를 통하지 않고 직접)과 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 엘이디 발광부(100), 전류 생성부(200), 제1 스위칭부(310), 제2 스위칭부(320), 제3 스위칭부(330), 제1 피드백 경로(Lf) 및 제어부(400)를 포함한다.

엘이디 발광부(100)는 제1 엘이디 그룹(110), 제2 엘이디 그룹(120) 및 제3 엘이디 그룹(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 엘이디 그룹(120)과 제3 엘이디 그룹(130)은 직렬로 연결될 수 있으며, 상기 직렬로 연결된 제2 엘이디 그룹(120) 및 제3 엘이디 그룹(130) 전체와 제1 엘이디 그룹(110)은 병렬로 연결될 수 있다.

여기서, 제1 엘이디 그룹(110) 내지 제3 엘이디 그룹(120)은 하향등, 상향등, 주간주행등, 포지션램프, 브레이크 램프, 턴시그널 램프 및 백업 램프 중 어느 하나일 수 있다.

전류 생성부(200)는 제어부(400)로부터 입력되는 제1 제어신호에 기초하여 전압 입력부(Vin)로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 기 설정된 크기의 전류를 생성하고, 상기 기 설정된 크기의 전류를 엘이디 발광부(100)의 입력단으로 제공할 수 있다.

여기서, 제어부(400)에 의해 제2 스위칭부(320) 및 제3 스위칭부(330) 중 어느 하나의 스위칭부가 턴온되면, 벅-부스트 컨버터 및 부스트 컨버터 중 어느 하나로 동작할 수 있다.

이러한 전류 생성부(200)에 대해서는 도 5 내지 도 8을 참조하여, 이하에서 보다 자세히 설명한다.

제1 스위칭부(310)는 제1 엘이디 그룹(110)의 출력단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 제1 스위칭부(310)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위칭부(310)는 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기를 조절하는 리니어 컨버터일 수 있다.

제1 피드백 경로(Lf) 는 제2 엘이디 그룹(120)과 제3 엘이디 그룹(130) 사이의 제1 노드(n1)에 인가된 전압을 각각 전류 생성부(200)의 입력단으로 피드백할 수 있다. 즉, 제1 피드백 경로(Lf)는 제2 엘이디 그룹(120)과 제3 엘이디 그룹(130) 사이의 제1 노드(n1)와 전류 생성부(200)의 입력단을 연결할 수 있다.

여기서, 제1 피드백 경로(Lf)에는 제어부(400)로부터 제공되는 제2 제어신호에 따라 스위칭되는 제2 스위칭부(320)가 배치될 수 있다.

또한, 제3 엘이디 그룹(130)과 접지 사이에는 제어부(400)로부터 제공되는 제3 제어신호에 따라 스위칭되는 제3 스위칭부(330)가 배치될 수 있다.

여기서, 제1 스위칭부(11), 제2 스위칭부(120) 및 제3 스위칭부(130)의 스위칭 동작에 따라 엘이디 발광부(100)의 전압이 변하게 되면, 전류 생성부(200)는 엘이디 발광부(100)로 기 설정된 크기의 전류를 출력하기 위해 입력전압을 조절할 수 있다.

제어부(400)는 동작모드에 따라 전류 생성부(200), 제1 스위칭부(110), 제2 스위칭부(120) 및 제3 스위칭부(130)를 제어할 수 있다. 제어부(400)는 차량의 제어장치로부터 입력되는 동작모드에 대한 신호에 기초하여 전류 생성부(200), 제1 스위칭부(110), 제2 스위칭부(120) 및 제3 스위칭부(130)의 동작을 제어할 수 있다.

도 5는 도 4의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 생성부(200)는 LC 필터(Lc, Cc), 전류 제어 스위치부(SWc), 다이오드(Dc) 및 전류 측정 저항(Rc)을 포함할 수 있다.

전류 제어 스위치부(SWc)는 인덕터(Lc)의 타측과 접지 사이에 연결될 수 있으며, 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 전류 제어 스위치부(SWc)는 제어부(400)로부터 제1 제어신호가 게이트로 입력되는 스위칭 소자(MOSFET)(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 여기서, 제어부(400)로부터 입력되는 제1 제어신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있으며, 전류 제어 스위치부(SWc)는 상기 PWM 신호의 듀티비에 따라 스위칭 온/오프를 조절할 수 있다.

제어부(400)는 전류 측정 저항(Rc)에 인가되는 전압을 측정하고, 이를 기준전압과 비교하여 엘이디 발광부(20)로 출력되는 전류의 변화를 감지하며, 상기 전류의 변화에 따라 전류 제어 스위치부(SWc)로 출력하는 제1 제어신호를 조절함으로써, 전압의 크기를 조절하여 기 설정된 크기의 전류를 엘이디 발광부(100)로 제공할 수 있다.

이와 반대로, 상기 전류 측정 저항(Rc)에 인가된 전압이 기준전압보다 작은 경우, PWM 신호의 듀티비를 증가시킴으로써, 출력전압을 감소시켜 기 설정된 크기의 전류를 생성할 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)는 드레인이 제1 엘이디 그룹(110)의 출력단과 연결되고, 소스가 제1 저항(R1)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(SW1)의 게이트는 연산증폭기(OP1)의 출력단과 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 스위칭부(120)는 제어부(400)로부터 제3 제어신호가 게이트로 입력되는 제2 스위칭 소자(SW2)을 포함할 수 있으며, 제3 스위칭부(130)는 제어부(400)로부터 제4 제어신호가 게이트로 입력되는 제3 스위칭 소자(SW3)을 포함할 수 있다.

또한, 제1 피드백 경로(Lf)에는 제1 노드(n1)에서 전류 생성부(200)로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(400)는 제2 스위칭부(SW2) 및 제3 스위칭부(SW3) 중 어느 하나를 턴온시키고, 나머지 스위칭부을 턴오프시킬 수 있다.

여기서, 제1 스위칭부(SW1)가 턴온되는 경우, 전류 생성부(200)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있으며, 제2 스위칭부(SW2)가 턴온되는 경우, 전류 생성부(200)는 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.

이 중 전류 생성부(200)가 벅-부스트 컨버터로 동작하는 경우는 도 7을 참조하여, 이하에서 보다 상세히 설명하며, 부스트 컨버터로 동작하는 경우는 도 8을 참조하여, 이하에서 보다 상세히 설명한다.

도 6은 도 4의 차량용 엘이디 구동 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 6의 실시예는 기본적인 구성은 도 2의 실시예와 동일하나, 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력에 관계없이 제1 스위칭 소자(SW1)으로 온/오프(on/off) 신호를 제공할 수 있는 온/오프 단자(Von/off)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.

도 7은 도 5의 제2 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이다.

도 7을 참조하면, 제2 스위칭부(SW2)가 턴온 된 경우, 제1 노드(n1)와 전류 생성부(200)의 입력단이 연결되며, 제3 스위칭부(SW3)가 턴오프되어, 제3 엘이디 그룹(130)의 출력단과 접지 사이의 경로가 차단될 수 있다.

이 경우, 제2 엘이디 그룹(120)로 입력되는 기 설정된 크기의 전류가 제1 노드(n1)에 연결된 제1 피드백 경로(Lf)을 통해 전류 생성부(400)의 입력단으로 피드백됨으로써, 제2 엘이디 그룹(120)이 턴온될 수 있다.

여기서, 제2 스위칭부(SW2)가 턴온되는 경우, 제2 스위칭부(SW2)에 의해 제1 피드백 경로(Lf)가 전류 생성부(200)로 연결됨으로써, 상기 전류 생성부(200)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.

도 8은 도 5의 제3 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이다.

도 8을 참조하면, 제3 스위칭부(SW3)가 턴온 된 경우, 제3 엘이디 그룹(130)의 출력단과 접지단이 연결되며, 제2 스위칭부(SW2)가 턴오프되어, 제1 피드백 경로(Lf)가 차단될 수 있다.

이 경우, 제2 엘이디 그룹(120)로 입력되는 기 설정된 크기의 전류가 제3 스위칭부(SW3)를 통해 접지단으로 흐름으로써, 제2 엘이디 그룹(120) 및 제3 엘이디 그룹(130)이 턴온될 수 있다.

이와 같이 제3 스위칭부(SW3)가 턴온되는 경우, 제3 스위칭부(SW3)에 의해 제3 엘이디 그룹(130)의 출력단과 접지단에 연결됨으로써, 상기 전류 생성부(200)는 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.

도 9는 주간주행등모드 및 포지션램프모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제1 엘이디 그룹(110)은 주간주행등 또는 포지션램프으로 동작할 수 있으며, 제2 엘이디 그룹(120)은 하향등, 제2 엘이디 그룹(120)과 제3 엘이디 그룹(130)은 동시에 턴온됨으로써, 상향등으로 동작할 수 있다.

제어부(400)는 주간주행등모드 또는 포지션램프모드로만 동작하는 경우, 제2 스위칭부(SW2) 및 제3 스위칭부(SW3)는 턴오프시키고, 제1 스위칭부(SW1)만 턴온되도록 제어할 수 있다. 여기서, 제어부(400)는 주간주행등모드 및 포지션램프모드 중 어느 모드인지 여부에 따라 제1 엘이디 그룹(110)의 밝기를 조절하기 위해 제1 연산 증폭기(OP1)로 제공하는 제2 제어신호의 전압의 크기를 조절할 수 있다.

예컨대, 제어부(400)는 주간주행등모드인 경우, 제1 엘이디 그룹(110)의 밝기를 밝게 하기 위해 제2 제어신호의 전압을 기준전압보다 낮게 조절할 수 있으며, 포지션램프모드인 경우, 제1 엘이디 그룹(110)의 밝기를 상대적으로 어둡게 하기 위해 제2 제어신호의 전압을 기준전압보다 높게 조절할 수 있다.

도 10은 하향등모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제어부(400)는 하향등모드로만 동작하는 경우, 제1 스위칭부(SW1) 및 제3 스위칭부(SW3)는 턴오프시키고, 제2 스위칭부(SW2)만 턴온되도록 제어할 수 있다.

도 11은 상향등모드의 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 제어부(400)는 상향등모드로만 동작하는 경우, 제1 스위칭부(SW1) 및 제2 스위칭부(SW2)는 턴오프시키고, 제3 스위칭부(SW3)만 턴온되도록 제어할 수 있다.

도 12는 주간주행등모드와 하향등모드가 동시에 동작하는 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제어부(400)는 주간주행등모드(또는 포지션램프모드)와 하향등모드가 동시에 동작하는 경우, 제1 스위칭부(SW1) 및 제2 스위칭부(SW2)는 턴온시키고, 제3 스위칭부(SW3)가 턴오프되도록 제어할 수 있다.

이 경우, 엘이디 발광부(100)로 제공되는 전류는 제1 엘이디 그룹(110) 및 제2 엘이디 그룹(120)으로 흐를 수 있다. 여기서, 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기는 제2 제어신호에 의해 조절될 수 있으며, 제2 엘이디 그룹(120)으로 흐르는 전류는 제1 피드백 경로(Lf)를 통해 전류 생성부(400)의 입력단으로 피드백될 수 있다. 이 경우, 전류 생성부(200)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.

도 13은 주간주행등모드와 상향등모드가 동시에 동작하는 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 제어부(400)는 주간주행등모드(또는 포지션램프모드)와 상향등모드가 동시에 동작하는 경우, 제1 스위칭부(SW1) 및 제3 스위칭부(SW3)는 턴온시키고, 제2 스위칭부(SW2)가 턴오프되도록 제어할 수 있다.

이 경우, 엘이디 발광부(100)로 제공되는 전류는 제1 엘이디 그룹(110)과 제2 엘이디 그룹(120) 및 제3 엘이디 그룹(130)을 통해 흐를 수 있다. 여기서, 제1 엘이디 그룹(110)으로 흐르는 전류의 크기는 제2 제어신호에 의해 조절될 수 있다. 이 경우, 전류 생성부(200)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 엘이디 발광부
110: 제1 엘이디 그룹
120: 제2 엘이디 그룹
130: 제3 엘이디 그룹
200: 전류 생성부
310: 제1 스위칭부
320: 제2 스위칭부
330: 제3 스위칭부
400: 제어부

Claims

제1 엘이디 그룹 및 제2 엘이디 그룹이 병렬로 연결되는 엘이디 발광부;
차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부;
상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 상기 엘이디 발광부의 입력단으로 제공하는 전류 생성부;
상기 제1 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제1 스위칭부;
상기 제2 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제2 스위칭부; 및
상기 전류를 생성하기 위한 제1 제어신호를 생성하여 상기 전류 생성부로 제공하고, 상기 제1 엘이디 그룹 및 상기 제2 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는
상기 제1 엘이디 그룹으로 흐르는 전류의 크기를 조절하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 전류의 크기를 조절하기 위한 제2 제어신호를 생성하여 상기 제1 스위칭부에 제공하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 엘이디 그룹의 동작모드는, 주간주행등모드 및 포지션램프모드 중 어느 하나이며,
상기 제어부는, 상기 주간주행등모드의 경우, 상기 포지션램프모드의 경우 보다 상기 제1 엘이디 그룹에 더 높은 전류가 흐르도록 제1 스위칭부의 동작을 제어하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,
드레인이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단과 연결되고, 소스가 접지와 연결되는 제1 스위칭소자;
일단이 상기 소스와 연결되고, 타단이 상기 접지와 연결되는 제1 저항; 및
상기 제1 저항의 양단전압과, 상기 제2 제어신호의 전압을 비교하여 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 출력하는 연산증폭기;
를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,
상기 제어부로부터 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 온 신호 또는 오프 신호가 입력되는 온오프 단자; 를 더 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전류 생성부는,
일측이 상기 입력단과 연결되는 인덕터와, 상기 엘이디 발광부와 병렬 연결되는 커패시터를 포함하는 LC 필터;
상기 인덕터의 타단과 접지 사이에 연결되어 스위칭 동작에 따라 상기 LC 필터에 충전 또는 방전되는 전압의 크기를 조절하여 상기 엘이디 발광부로 기 설정된 크기의 전류를 제공하는 전류 제어 스위치부;
상기 엘이디 발광부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드; 및
상기 다이오드와 상기 커패시터 사이에 연결되는 전류 측정 저항;
을 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전류 측정 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 기 설정된 크기의 전류가 생성되도록 상기 측정된 전압에 따라 상기 전류 제어 스위치부의 온오프를 제어하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제1 엘이디 그룹, 제2 엘이디 그룹 및 제3 엘이디 그룹을 포함하며, 상기 제2 엘이디 그룹과 상기 제3 엘이디 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 제1 엘이디 그룹과 상기 직렬로 연결된 제2 엘이디 그룹 및 제3 엘이디 그룹은 병렬로 연결되는 엘이디 발광부;
차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부;
상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 전류를 생성하고, 상기 전류를 상기 엘이디 발광부의 입력단으로 제공하는 전류 생성부;
상기 제1 엘이디 그룹과 접지 사이에 연결되는 제1 스위칭부;
상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 연결된 제1 노드에 인가된 전압을 상기 전류 생성부의 입력단으로 피드백하는 제1 피드백 경로;
상기 제1 피드백 경로 상에 배치되는 제2 스위칭부;
상기 제3 엘이디 그룹의 출력단과 접지 사이에 연결되는 제3 스위칭부; 및
상기 전류를 생성하기 위한 제1 제어신호를 생성하여 상기 전류 생성부로 제공하고, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제3 스위칭부의 동작을 제어하여 상기 제1 엘이디 그룹 내지 상기 제3 엘이디 그룹의 동작모드를 제어하는 제어부;
를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는
상기 제1 엘이디 그룹으로 흐르는 전류의 크기를 조절하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 엘이디 그룹의 동작모드에 따라 상기 전류의 크기를 조절하기 위한 제2 제어신호를 생성하여 상기 재1 스위칭부에 제공하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,
드레인이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단과 연결되고, 소스가 접지와 연결되는 제1 스위칭 소자;
일단이 상기 소스와 연결되고, 타단이 상기 접지와 연결되는 제1 저항; 및
상기 제1 저항의 일단의 전압과, 상기 제2 제어신호의 전압을 비교하여 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 출력신호를 출력하는 연산증폭기;
를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,
상기 제어부로부터 상기 제1 스위칭 소자의 게이트로 온 신호 또는 오프 신호가 입력되는 온오프 단자;를 더 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 동작모드가 하향등모드인 경우, 상기 제2 스위칭부를 턴온시키고, 상기 제3 스위칭부를 턴오프시키는 차량용 엘이디 구동 장치.
제14항에 있어서, 상기 제2 스위칭부가 턴온되는 경우,
상기 제1 노드에 인가되는 전압이 제1 피드백 경로를 통해 상기 전류 생성부의 입력단으로 피드백되는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 동작모드가 상향등모드인 경우, 상기 제2 스위칭부를 턴오프시키고, 상기 제3 스위칭부를 턴온시키는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 전류 생성부는,
일측이 상기 입력단과 연결되는 인덕터와, 상기 엘이디 발광부와 병렬 연결되는 커패시터를 포함하는 LC 필터;
상기 인덕터의 타단과 접지 사이에 연결되어 스위칭 동작에 따라 상기 LC 필터에 충전 또는 방전되는 전압의 크기를 조절하여 상기 엘이디 발광부로 기 설정된 크기의 전류를 제공하는 전류 제어 스위치부;
상기 엘이디 발광부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드; 및
상기 다이오드와 상기 커패시터 사이에 연결되는 전류 측정 저항;
을 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제17항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전류 측정 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 기 설정된 크기의 전류가 생성되도록 상기 측정된 전압에 따라 상기 전류 제어 스위치부의 온오프를 제어하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제2 스위칭부는,
상기 제2 스위칭부를 제어하기 위해 상기 제어부에 의해 생성된 제3 제어신호가 게이트로 입력되는 제2 스위칭 소자를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제3 스위칭부는,
상기 제3 스위칭부를 제어하기 위해 상기 제어부에 의해 생성된 제4 제어신호가 게이트로 입력되는 제3 스위칭 소자를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 피드백 경로는,
상기 전류 생성부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 제1 다이오드를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.