KR100588086B1 - 차량용 hid램프 제어장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 차량용 HID램프 제어장치는 차량의 전방을 조명하는 상향램프와 하향램프가 구비된 HID램프와, 차량으로부터 전원을 공급받아 외부의 운전자 선택에 의해 상기 HID램프의 상향램프나 하향램프를 점등하는 모드를 결정하는 램프변환 스위치와, 상기 램프변환 스위치와 HID 램프사이에 위치하고 HID램프를 보호하는 안정기와 점등하기 위해 차량의 전원을 고압으로 승압하는 이그나이터를 포함하여 HID 램프를 점등하는 점등회로와, 상기 램프변환 스위치 뒷단에 연결되어 램프변환 스위치의 모드에 따라 접점을 바꾸어 하향램프와 상향램프에 공급되는 전원의 연결을 스위칭하는 스위칭 회로를 포함한다.
본 발명에 의하면 릴레이를 이용해 상향램프와 하향램프를 선택적으로 점등할 수 있고, 반사미러나 발광관을 움직일 필요가 없이 근거리나 원거리를 조명할 수 있어 고장이 나지 않아서 자주 교체하지 않아도 되어 편리하다.
HID램프, 릴레이, 상향램프, 하향램프, 역류방지 다이오드.

Description

차량용 HID램프 제어장치 {Control device of HID lamp for vehicles}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도 5는 종래 차량용 HID램프의 구조를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 점등회로 12 : 안정기
14 : 이그나이터 20 : 스위칭 회로
30 : HID램프 32 : 상향램프
34 : 하향램프 40 : 램프변환 스위치
50 : 점등/스위칭 회로
본 발명은 차량용 HID램프 제어장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량의 HID램프에 구비되는 상향램프 또는 하향램프를 선택적으로 점등할 수 있게 제어하 는 회로에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 HID램프는 야간이나 악천후시 차량 전방을 조명하기 위한 것으로, 종래에는 원거리를 조명하기 위한 하이(high) 빔과 근거리를 조명하기 위한 로(low) 빔이 하나의 HID램프에 함께 설치된다.
교통이 한적한 시골길이나 고속도로 길에서는 먼 거리에 있는 물체를 식별해야 하기 때문에 하이 빔이 점등되고, 교통량이 많은 곳이나 반대편 차선에 차량이 많은 곳에서는 가까운 거리를 식별해야 하기 때문에 로 빔이 점등된다.
이러한 종래 HID램프(1)를 도 5를 참고로 설명하면, 석영관(2) 내에서 필라멘트(3)로 된 로 빔(4)과 하이 빔(5)이 설치되고 로 빔(5)의 일측에 미러(6)가 설치되는 구조이다.
상기한 구조는 발광도를 높이기 위해 고전압을 사용하므로 열이 많이 발생하여 텅스텐이 녹아서 발화되고, 필라멘트(3)가 끊어져 수명이 짧다.
또한 석영관 내에 하나의 발광관이 설치되고 외부 일측에 반사 미러가 설치된 구조도 있으나 이는 로 빔과 하이 빔 상태를 만들기 위해 석영관 내에 발광관이 반사 미러 앞에 있거나 반사 미러 하부에 있어야 하므로, 발광관이 전후진 작용을 해야 한다.
이는 고열인 발광관이 고정 하우징 내부에 위치되어 있으므로 열을 많이 발생하고, 전후진 운동에 의한 전자파와 높은 열로 인해 전자석의 성질을 잃어버리게 된다.
이로 인해 고장이 자주 발생하고 빈번하게 교체를 해주어야 하는 문제점이 있었다.
상기한 종래 HID램프의 점등 제어는 램프변환 스위치를 통해 상향모드 또는 하향모드를 선택하면, 발광관의 전후진 작용이나 반사미러의 움직임에 따라 조명의 반사각도가 전환되어 근거리 또는 원거리를 조명하게 된다.
그러나 종래의 HID램프의 제어는 로 빔과 하이 빔이 모두 동일한 조도의 HID램프에 의해 전방을 조명하기 때문에 원거리의 물체를 제대로 식별할 수 없고, 또 열이 발생하거나 자력을 잃어버림에 따라 고장이 잦아서 자주 교체해야 하는 문제점이 있었다.
한편, 국내등록번호 20-0291103에는 하나의 안정기로서 복수의 아크방전램프를 선택하여 구동시킬 수 있는 차량용 아크방전 램프 장치에 개시되어 있으나, 이고안은 상향램프가 하향램프가 별도로 구비되고 또 시동기가 램프의 수만큼 구비해야 하기 때문에 복잡하고 부품이 증가하는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 릴레이를 이용해 상향램프와 하향램프를 선택적으로 점등할 수 있게 하고, 반사미러나 발광관을 움직일 필요가 없이 근거리나 원거리를 조명할 수 있어 고장이 나지 않아서 자주 교체하지 않아도 되는 차량용 HID램프 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 전방을 조명하는 상향램프와 하향램프가 구비된 HID램프와, 차량으로부터 전원을 공급받아 외부의 운전자 선택 에 의해 상기 HID램프의 상향램프나 하향램프를 점등하는 모드를 결정하는 램프변환 스위치와, 상기 램프변환 스위치와 HID 램프사이에 위치하고 HID램프를 보호하는 안정기와 점등하기 위해 차량의 전원을 고압으로 승압하는 이그나이터를 포함하여 HID 램프를 점등하는 점등회로와, 상기 램프변환 스위치 뒷단에 연결되어 램프변환 스위치의 모드에 따라 접점을 바꾸어 하향램프와 상향램프에 공급되는 전원의 연결을 스위칭하는 스위칭 회로를 포함한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어장치의 개략도이다.
도시된 바와 같이 램프변환 스위치(40), 점등회로(10), 스위칭 회로(20), HID램프(30)로 구성된다.
램프변환 스위치(40)는 차량의 전원을 공급받아 외부에서의 선택에 의해 상향램프(32)나 하향램프(34)를 점등하기 위한 것으로서 주로 차내의 운전석에 설치된다.
HID램프(30)는 원거리를 조명하는 상향램프(32)와 근거리를 조명하는 하향램프(34)가 일체화되거나, 별도로 분리되어 하나의 HID램프를 이룬다.
상기 상향램프(32)와 하향램프(34)가 일체화된 HID램프의 예로는 본인에 의해 선출원된 자동차 전조등용 HID램프(출원번호: 10-2004-0013836)를 들 수 있다.
상기 일체형 HID램프는 간략하게 설명하면, 하나의 석영관내에, 전극이 설치된 2개의 발광관이 위치되고, 이중의 하향램프의 발광관은 상향램프의 발광관보다 높게 위치하고, 상부측과 후면측에 코팅부가 형성되어 빛이 코팅부에 걸려 하향 조명되는 구성이다.
점등회로(10)는 상기 HID램프(30)를 점등하는 회로로서, 안정기(12)와 이그나이터(14) 등으로 이루어진다.
HID램프(30)는 부성저항 특성을 가지고 있기 때문에 직접 차량의 전원에 접속하여 일단 HID램프에 전류가 흐르기 시작하면 급격히 전류가 증대되어 순간적으로 HID램프(30)의 전극이나 시얼(seal) 부분이 파괴되어 버린다.
이를 방지하기 위하여, 차량의 전원과 HID램프(30) 사이에 안정기(12)를 접속 연결한다.
또한, HID램프의 점등시에 가스의 이온화를 위하여 충분히 높은 전압을 공급하기 위한 이그나이터(Ignitor,(14))가 점등회로(10)에 구비된다.
이때 안정기(12)에 이그나이터(14)가 일체로 형성될 수도 있고 안정기(12)와 이그나이터(14)가 별도록 구비되어 점등회로(10)를 이룰 수도 있다.
스위칭 회로(20)는 상기 램프변환 스위치(40)의 변환에 따라 선택적으로 접점을 바꾸어 하향램프(34)나 상향램프를 선택적으로 점등한다.
본 발명에서 스위칭 회로(20)는 램프변환 스위치(40)의 변환에 따른 상향모드 또는 하향모드에 따라 접점이 바뀌는 릴레이로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도시된 바와 같이, 램프변환 스위치(40)와, 램프변환 스위치(40)의 공통단자(com1)와 로단자(l1) 및 하이단자(h1)에 연결된 점등회로(10)와, 상기 점등회로(10)와 램프변환 스위치의 하이단자(h1)에 연결되는 스위칭회로(20)와, 상기 스위칭회로(20)에 연결되고 하향램프(34)와 상향램프(32)가 일체형으로 이루어진 HID램프(30)를 포함한다.
램프변환 스위치는 차량의 전원을 공급받아 외부에서의 선택에 의해 상향램프나 하향램프의 점등하기 위한 것으로, 램프변환 스위치(40)의 뒷단에는 로단자(l1), 하이단자(h1), 공통단자(com1)가 구비되고, 이중에서 공통단자(com1)와 로단자(l1) 및 하이단자(h1)는 안정기(12)와 이그나이터(14)가 일체형인 점등회로(10)에 연결된다.
이에 따라 입력된 차량의 전원(12V)은 이그나이터(14)에 의해 고압(25KV)으로 승압되어 출력된다.
스위칭 회로(20)는 상기 점등회로(10)와 램프변환 스위치의 하이단자(h1)에 연결되되, 점등회로의 고압 출력단자(HV1)와 램프변환 스위치의 하이단자(h1)는 같은 스위칭 회로(20)의 입력단자에 연결된다.
상기 스위칭 회로를 이루는 릴레이는 고압(25KV)에서 동작할 수 있고 80W 30A에서 견딜 수 있어야 한다.
외부에서 상기 램프변환 스위치(40)의 선택에 의해 근거리를 조명하는 하향모드나 원거리를 조명하는 상향모드를 결정하면 이에 따라 스위칭 회로(20)의 접점이 바뀌어 하향램프(34)나 상향램프(32)중 하나의 램프에 고압의 전원이 공급되어 점등된다.
상기 스위칭 회로의 뒷단에는 하향고압단자(L1), 상향고압단자(H1), 공통단자(C0M1)가 구비되어 HID램프(30)의 하향램프단자(34a), 상향램프단자(32a), 하향램프와 상향램프의 공통단자(34b,32b)에 각각 연결된다.
또한 본 발명에서는 상기 점등회로(10) 및 스위칭 회로(20) 사이와, 스위칭 회로(20) 및 HID램프(30) 사이에는 다이오드(D1,…,D6)가 개재되어 고전류나 고압이 역류되는 것을 방지함으로써 점등회로(10)의 안정기(12)나 이그나이터(14) 또는 스위칭 회로(20)의 릴레이가 파손되는 것을 방지한다.
상기한 도 2와 같은 구성에서, 하향모드로 운전하던 운전자가 HID램프(30)를 상향으로 하기 위해 램프변환 스위치(40)를 하이단자(h1)에 연결하는 상향모드로 결정하면, 로단자(l1)로 흐르던 전류는 단락되고 하이단자(h1)를 통해 전류가 흐른다.
이때 하이단자(h1)로 전류가 흐르면 스위칭 회로(20) 역시도 접점이 하향고압단자(L1)에서 상향고압단자(H1)로 바뀌어, 상향고압단자(H1)를 통해 승압된 전원이 흘러 상향램프(32)가 점등됨으로써 원거리를 조명하게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도시된 바와 같이, 램프변환 스위치(40)와, 램프변환 스위치의 로단자(l1) 및 공통단자(com1)에 연결된 안정기(12)와, 상기 안정기(12)와 램프변환 스위치의 하이단자(h1)에 연결되는 스위칭회로(20)와, 상기 스위칭회로(20)에 연결되어 안정기(12)와 함께 점등회로(10)를 구성하는 이그나이터(14)와, 상기 이그나이터(14)에 연결되고 하향램프(34)와 상향램프(32)가 별도로 구비되는 이루어진 HID램프(30)를 포함한다.
램프변환 스위치(40)는 차량의 전원을 공급받아 외부에서의 선택에 의해 상향램프(32)나 하향램프(34)를 점등하기 위한 것으로서, 램프변환 스위치의 뒷단에 는 로단자(l1), 하이단자(h1), 공통단자(com1)가 구비되고, 이중에서 공통단자(com1)와 로단자(l1)는 안정기(12)에 연결된다.
상기 스위칭 회로(20)는 상기 안정기(12)와 램프변환 스위치(40)의 하이단자(h1)에 연결되되, 안정기의 로단자(l1')와 램프변환 스위치의 하이단자(h1)는 같은 스위칭 회로(20)의 입력단자에 연결된다.
스위칭 회로(20)의 뒷단에는 하이단자(h2), 공통단자(com2), 로단자(l2)가 구비되어 HID램프(30)를 점등할 수 있도록 승압하는 이그나이터(14)에 연결된다.
외부에서 상기 램프변환 스위치(40)의 선택에 의해 근거리를 조명하는 하향모드나 원거리를 조명하는 상향모드를 결정하면, 이에 따라 스위칭 회로(20)의 접점이 바뀌고 이그나이터(14)가 동작하여 차량의 전원을 고압으로 승압한다.
상기 이그나이터(14)의 뒷단에는 하향고압단자(L2), 상향고압단자(H2), 공통단자(COM2)가 구비되어 각각 하향램프단자(34a), 상향램프단자(32a), 하향램프(34)와 상향램프(32)의 공통단자(34b,32b)에 연결된다.
또한 본 발명에서는 상기 스위칭 회로(20) 및 이그나이터(14)는 물론, 스위칭 회로(20)와 이그나이터(14) 사이에 다이오드(D6,…,D13)가 개재되어 고전류나 고압이 역류되는 것을 방지함으로써 점등회로(10)의 안정기(12)나 이그나이터(14) 또는 스위칭 회로(20)의 릴레이가 파손되는 것을 방지한다.
상기한 바와 같이 이그나이터(14)를 안정기(12)와 일체로 하지 않는 것은 노이즈, 방열 및 방습 효과, EMI 역류방지 및 차단, 자기보호회로를 추가하기 위해서이다.
상기한 도 3과 같은 구성에서, 하향모드로 운전하던 운전자가 HID램프(30)를 상향으로 하기 위해 램프변환 스위치(40)를 하이단자(h1)에 연결하는 상향모드로 결정하면, 로단자(l1)로 흐르던 전류는 단락되고 하이단자(h1)를 통해 전류가 흐른다.
이때 하이단자(h1)로 전류가 흐르면 스위칭 회로(20) 역시도 접점이 로단자(l2)에서 하이단자(h2)로 바뀌어 전원이 하이단자(h2)를 통해 이그나이터(14)에 전원이 공급된다.
이에 따라 이그나이터(14)가 작동하여 승압된 상향고압이 상향고압단자(H2)를 통해 상향램프(32)에 공급되어 상향램프(32)가 점등된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어장치의 회로구성도이다.
도시된 바와 같이, 램프변환 스위치(40)와, 램프변환 스위치 뒷단에 연결된 점등회로(10)와 스위칭 회로(20)가 일체형으로 이루어진 점등/릴레이 회로(50)와, 상기 점등/릴레이 회로(50)에 연결되고 하향램프(34)와 상향램프(32)가 일체형으로 이루어진 HID램프(30)를 포함한다.
램프변환 스위치(40)는 차량의 전원을 공급받아 외부에서의 선택에 의해 상향램프나 하향램프를 점등하기 위한 것으로, 그 뒷단에는 로단자(l1), 하이단자(h1), 공통단자(com1)가 구비되어 점등회로(10)의 안정기(12)에 연결되고 안정기(12)는 스위칭 회로(20)에 연결된다.
이때 안정기(12)의 하이단자(h1')와 로단자(l1')는 스위칭 회로의 입력단자에 같이 연결되어 램프변환 스위치(40)의 모드에 따라 스위칭 회로의 하이단자(h2) 또는 로단자(l2)에 연결된다.
상기 스위칭 회로의 하이단자(h2)와 로단자(l2)는 각각의 이그나이터(14a,14b)에 각각 연결되고 스위칭 회로의 공통단자(com2)는 이그나이터(14a,14b)에 공통으로 연결된다.
이런 구성에서 스위칭 회로의 하이단자(h2)에 연결되면 상향램프(32)를 점등할 수 있도록 승압하는 이그나이터(14a)가 동작하고, 스위칭 회로의 로단자(l2)에 연결되면 하향램프(34)를 점등할 수 있도록 승압하는 이그나이터가 동작한다.
상기 이그나이터(14a)의 상향고압단자(H3)는 HID램프의 상향램프단자(32a)에, 하향고압단자(L3)는 HID램프의 하향램프단자(34a)에 연결되고, 공통단자(COM3a,COM3b)는 하향램프와 상향램프의 공통단자(34b,32b)에 연결되어 이그나이터(14a,14b)의 승압에 의해 상향램프(32)나 하향램프(34)가 점등된다.
또한 본 발명에서는 상기 스위칭 회로(20) 및 이그나이터(14a,14b)는 물론, 스위칭 회로와 이그나이터 사이에 다이오드(D14,…D,23)가 개재되어 고전류나 고압이 역류되는 것을 방지함으로써 점등회로의 안정기(12)나 이그나이터(14) 또는 스위칭 회로(20)의 릴레이가 파손되는 것을 방지한다.
상기한 도 4와 같은 구성에서, 하향모드로 운전하던 운전자가 HID램프(30)를 상향으로 하기 위해 램프변환 스위치(40)를 하이단자(h1)에 연결하는 상향모드로 결정하면, 로단자(l1)로 흐르던 전류는 단락되고 하이단자(h1)를 통해 전류가 흐른다.
이때 하이단자(h1)로 전류가 흐르면 스위칭 회로(20)의 접점이 로단자(l2)에 서 하이단자(h2)로 바뀌어 이그나이터(14a)를 통해서 승압되어 승압된 전원이 상향램프(32)를 점등한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 릴레이를 이용해 상향램프와 하향램프를 선택적으로 점등할 수 있고, 반사미러나 발광관을 움직일 필요가 없이 근거리나 원거리를 조명할 수 있어 고장이 나지 않아서 자주 교체하지 않아도 되어 편리하다.

Claims (8)

  1. 차량의 전방을 조명하는 상향램프와 하향램프가 구비된 HID램프와,
    차량으로부터 전원을 공급받아 외부의 운전자 선택에 의해 상기 HID램프의 상향램프나 하향램프를 점등하는 모드를 결정하는 램프변환 스위치와,
    상기 램프변환 스위치와 HID 램프사이에 위치하고 HID램프를 보호하는 안정기와 점등하기 위해 차량의 전원을 고압으로 승압하는 이그나이터를 포함하여 HID 램프를 점등하는 점등회로와,
    입력단자는 2개이고 출력단자는 3개로 이루어지며, 램프변환 스위치의 모드에 따라 출력단자중 하이단자나 로단자로 접점이 바뀌는 릴레이로써 상기 램프변환 스위치 뒷단에 연결되어 램프변환 스위치의 모드에 따라 접점을 바꾸어 하향램프와 상향램프에 공급되는 전원의 연결을 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하고,
    상기 램프변환 스위치의 뒷단에는 하이단자, 공통단자, 로단자가 구비되어 공통단자와 로단자 및 하이단자는 안정기와 이그나이터가 일체로 형성된 점등회로에 연결되고, 램프변환 스위치의 하이단자는 스위칭 회로의 입력단자에 점등회로의 고압을 출력하는 단자와 같이 연결되며, 릴레이의 3개의 출력단자는 상향램프와 하향램프가 일체로 이루어진 HID램프의 상향램프단자, 하향램프단자, 상향램프와 하향램프의 공통단자에 각각 연결됨을 특징으로 하는 차량용 HID램프 제어장치.
  2. 차량의 전방을 조명하는 상향램프와 하향램프가 구비된 HID램프와,
    차량으로부터 전원을 공급받아 외부의 운전자 선택에 의해 상기 HID램프의 상향램프나 하향램프를 점등하는 모드를 결정하는 램프변환 스위치와,
    상기 램프변환 스위치와 HID 램프사이에 위치하고 HID램프를 보호하는 안정기와 점등하기 위해 차량의 전원을 고압으로 승압하는 이그나이터를 포함하여 HID 램프를 점등하는 점등회로와,
    입력단자는 2개이고 출력단자는 3개로 이루어지며, 램프변환 스위치의 모드에 따라 출력단자중 하이단자나 로단자로 접점이 바뀌는 릴레이로써 상기 램프변환 스위치 뒷단에 연결되어 램프변환 스위치의 모드에 따라 접점을 바꾸어 하향램프와 상향램프에 공급되는 전원의 연결을 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하고,
    상기 램프변환 스위치의 뒷단에는 하이단자, 공통단자, 로단자가 구비되어 공통단자와 로단자는 안정기에 연결되고, 램프변환 스위치의 하이단자는 스위칭 회로의 입력단자에 안정기의 로단자와 같이 연결되며, 릴레이의 3개의 출력단자는 고압으로 승압하는 하나의 이그나이터를 통해 상향램프단자, 하향램프단자, 상향램프와 하향램프의 공통단자에 각각 연결됨을 특징으로 하는 차량용 HID램프 제어장치.
  3. 차량의 전방을 조명하는 상향램프와 하향램프가 구비된 HID램프와,
    차량으로부터 전원을 공급받아 외부의 운전자 선택에 의해 상기 HID램프의 상향램프나 하향램프를 점등하는 모드를 결정하는 램프변환 스위치와,
    상기 램프변환 스위치와 HID 램프사이에 위치하고 HID램프를 보호하는 안정기와 점등하기 위해 차량의 전원을 고압으로 승압하는 이그나이터를 포함하여 HID 램프를 점등하는 점등회로와,
    입력단자는 2개이고 출력단자는 3개로 이루어지며, 램프변환 스위치의 모드에 따라 출력단자중 하이단자나 로단자로 접점이 바뀌는 릴레이로써 상기 램프변환 스위치 뒷단에 연결되어 램프변환 스위치의 모드에 따라 접점을 바꾸어 하향램프와 상향램프에 공급되는 전원의 연결을 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하고,
    상기 램프변환 스위치의 뒷단에는 하이단자, 공통단자, 로단자가 구비되어 점등회로와 릴레이가 일체화된 점등/스위칭 회로에 각각 연결되고, 점등/스위칭 회로의 출력단자는 상향램프와 하향램프가 일체로 이루어진 HID램프의 상향램프단자, 하향램프단자, 상향램프와 하향램프의 공통단자에 각각 연결됨을 특징으로 하는 차량용 HID램프 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 점등/스위칭 회로는 안정기에 3개의 로단자, 하이단자, 공통단자가 구비되어 로단자와 하이단자는 릴레이의 입력단자에 같이 연결되며, 릴레이의 3개 출력단자중 하이단자는 상향램프를 승압하는 이그나이터에, 로단자는 하향램프를 승압하는 다른 이그나이터에, 공통단자는 상기 2개 이그나이터의 공통단자에 연결됨을 특징으로 하는 차량용 HID램프 제어장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 HID램프는 하나의 석영관내에 근거리를 조명하는 하향램프와 원거리를 조명하는 상향램프가 같이 설치되는 일체형인 것을 특징으로 하는 차량용 HID램프의 제어장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴레이와 이그나이터에는 역류를 방지하는 다이오드가 구비됨을 특징으로 하는 차량용 HID램프의 제어장치.
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