KR101065853B1 - 차량용 ｌｅｄ램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 ｌｅｄ램프 장치 - Google Patents

차량용 ｌｅｄ램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 ｌｅｄ램프 장치 Download PDF

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Abstract

차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 LED 램프 장치가 제공된다. 하나 이상의 LED 모듈을 구비한 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치는, 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도를 감지하는 온도 감지부, 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 상기 LED 모듈의 평균 온도의 증감에 따라 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 증감시키는 광량 제어부, 및 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는 상기 입력 전류를 감소시키는 과열 제어부를 포함한다.
헤드 램프, LED, 전류 제어, 임계 온도

Description

차량용 ＬＥＤ램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 ＬＥＤ램프 장치{An apparatus and method for control the current to feed LED in a LED-lamp and a LED Head-Lamp having it}
본 발명은 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 LED 램프 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 LED 램프 장치에서 LED 전류를 제어하여 광량 유지하고 과열을 방지하는 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치, 방법 및 LED 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 조명기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 헤드 램프(Head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등으로서, 야간에 전방 100m의 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 필요로 하고 있다.
자동차 전조등은 차량의 진행방향과 같은 방향으로 위치하여 야간에 운전자 시야를 확보하는 기능을 가지고 있으며, 최근 LED(Light Emitting Diode)의 발달로 기존 자동차 전조등 Low/High 광원으로 사용되고 있는 할로겐, HID 광원에 대한 대 안으로 LED 전조등이 제시되고 있다.
자동차 전조등은 주변온도나 자동차의 주행상태에 상관없이 소정의 밝기 이상이 요구될 수 있다. 예를 들어, LED 전조등은 외부의 온도변화 또는 주행 상태에 따라 LED 전조등 내부의 온도가 급격히 변화되어, 전조등의 밝기가 급격히 변화될 수 있다.
따라서, 급격한 온도 변화에 대하여 전조등으로서의 필요한 광량을 확보하면서 온도 변화에 따른 LED 모듈의 내구성을 확보할 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 LED 램프 장치에서 LED에 공급되는 전류를 제어하여 전조등의 광량 또는 온도를 제어할 수 있는 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 다른 하는 과제는 LED 모듈의 온도를 임계 온도 이하로 제어하고, 동작 온도에서 광량을 제어할 수 있는 차량용 LED 램프 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치의 일 양태(Aspect)는 하나 이상의 LED 모듈을 구비한 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도를 감지하는 온도 감지부; 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 상기 LED 모듈의 평균 온도의 증감에 따라 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 증감시키는 광량 제어부; 및 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우 에는 상기 입력 전류를 감소시키는 과열 제어부를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량용 LED 램프 장치의 일 양태(Aspect)는 LED가 장착된 LED 모듈을 하나 이상 포함하는 LED 광원부; 상기 LED 광원부가 장착되는 하우징; 및 상기 LED 광원부의 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 제어하는 입력 전류 제어부를 포함하며, 상기 입력 전류 제어부는 상기 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도를 감지하는 온도 감지부; 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 상기 LED 모듈의 평균 온도의 증감에 따라 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 증감시키는 광량 제어부; 및 상기 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는 상기 입력 전류를 감소시키는 과열 제어부를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 방법의 일 양태(Aspect)는 하나 이상의 LED 모듈을 구비한 차량용 LED 램프 장치에 입력 전류를 인가하는 단계; 상기 하나 이상의 LED 모듈 중 하나의 LED 모듈의 온도를 감지하여 평균 온도를 산출하는 단계; 상기 산출된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에 상기 평균 온도의 변동에 따라 변동되는 광량을 유지시키기 위하여 상기 입력 전류를 조절하는 단계; 및 상기 산출된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에 상기 평균 온도를 낮추기 위하여 상기 입력 전류의 크기를 낮추는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우, LED 램프 장치에서 LED에 공급되는 전류 를 제어하여 전조등의 광량 또는 온도를 제어할 수 있다.
이와 함께, LED 모듈의 온도에 따라 광량 유지 및 과열 방지 기능을 수행하여, 차량용 LED 램프 장치의 내구성 및 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 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.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치(500)는, 하우징(140), 투명 커버(190), LED 모듈(100), 리플렉터(150), 서 포트(160), 온도 감지부(200), 광량 제어부(300), 과열 제어부(400), 더스트 커버(120) 및 냉각 팬(130)을 포함할 수 있다. 이러한 차량용 램프 장치(500)는 차량용 헤드 램프, 리어 램프 또는 포그 램프 등에 적용될 수 있다.
LED 모듈(100)는 하나 이상으로 구성되며, LED를 포함하며 빛을 생성하여 조사하는 역할을 할 수 있다. 하우징(140) 내부에는 적어도 하나 이상의 LED 모듈(100)이 설치될 수 있다. 또한, 하우징(140) 내부에는 LED 모듈(100)를 하우징(140)에 고정하여 지지하는 서포트(160)를 포함할 수 있다. 한편, 하나 이상의 LED 모듈(100)은 소정의 LED 광원부(미도시)를 구성할 수 있다. 하나 이상의 LED 모듈(100)로 구성된 LED 광원부에 의하여 차량용 램프 장치(500)에서 요구되는 소정의 광량을 조사할 수 있다.
온도 감지부(200)는 하나 이상의 LED 모듈(100) 중 하나의 온도를 온도 센서(205)에 의하여 감지하고, 하나 이상의 LED 모듈(100)로 구성되는 LED 광원부의 평균 온도를 산출한다.
광량 제어부(300)는 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 각 LED 모듈(100)에 인가되는 입력 전류를 제어하여 LED 모듈(100)에서 조사되는 광량을 제어한다.
과열 제어부(400)는 평균 온도가 임계 온도 이상인 경우에는 각 LED 모듈(100)에 인가되는 입력 전류를 소정 범위 또는 소정 비율로 낮추어 LED 모듈(100)에 인가되도록 하여, 하나 이상의 LED 모듈(100)로 구성되는 LED 광원부의 온도 상승을 저지시키는 역할을 한다.
한편, 온도 감지부(200), 광량 제어부(300) 및 과열 제어부(400)는 입력 전류 제어부(미도시됨)를 구성할 수 있다. 입력 전류 제어부는 하나 이상의 LED 모듈(100) 중의 하나를 선택하여, 온도를 감지하여 LED 광원부의 평균 온도의 임계 온도 초과 여부에 따라 LED 광원부의 각 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 제어한다. 온도 감지부(200), 광량 제어부(300) 및 과열 제어부(400)에 대하여는 뒤에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
리플렉터(150)는 LED로부터 생성된 빛을 전방으로 반사하는 역할을 할 수 있다. 리플렉터(150)는 그 형상에 따라, 파라볼라(Parabola)형 리플렉터(오목형 리플렉터), 직선형 리플렉터 및 옵틱 형성 리플렉터(볼록형 리플렉터) 등으로 구분될 수 있다. 이러한 리플렉터(150)는 내부에 영역별로 곡률을 다르게 함으로써 광의 퍼짐을 조절할 수 있다. 이와 같이, 리플렉터(150)만을 사용하는 LED 모듈(100)로부터 생성된 빛을 전방으로 조사하는 차량용 램프를 리플렉션 타입(Reflection Type)의 램프라고 한다.
한편, 차량용 LED 램프 장치(500)는 리플렉터(150)에서 반사된 빛을 차량의 전방으로 확산시키는 프로젝션 렌즈(170)를 더 포함할 수 있다. 프로젝션 렌즈(170)는 LED 모듈(100)의 개수만큼 구비될 수 있다.
프로젝션 렌즈(170)는 비구면 렌즈로서, 프로젝션 렌즈(170)의 초점 상에 존재하는 LED 모듈(100)로부터 생성된 빛을 모두 프로젝션 렌즈(170)를 통해 방출함으로써 일직선으로 조사되는 빛을 얻을 수 있다. 또는, LED 모듈(100)로부터 생성된 빛이 리플렉터(150)에서 반사되어 모두 프로젝션 렌즈(170)의 초점을 지나 프로 젝션 렌즈(170)를 통해 방출함으로써 일직선으로 조사되는 빛을 얻을 수 있다. 한편, 프로젝션 렌즈(170)를 통해 모든 빛이 전방으로 조사되는 경우, 맞은 편 운전자의 눈부심을 초래할 수 있으므로, 프로젝션 렌즈(170)의 중심을 지나는 평행선의 상단부는 빛을 내보내지 않기 위해 프로젝션 렌즈(170)의 초점 부근에 쉴드(180)라는 가림 부재를 설치할 수 있다. 이와 같이, 프로젝션 렌즈(170)를 사용하는 차량용 램프를 프로젝션 타입(Projection Type)의 램프라고 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치(500)는 하나 이상의 LED 모듈(100)로부터 생성된 빛을 전방으로 조사하는 데 있어서, 리플렉션 타입, 프로젝션 타입 또는 이를 혼용한 타입을 사용할 수 있다.
투명 커버(190)는 하우징(140)의 전방에 장착되며, 하나 이상의 LED 모듈(100)로부터의 빛이 투과하는 곳이다. 더스트 커버(Dust cover; 120)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 이물질의 유입을 방지하는 역할을 할 수 있다. 냉각 팬(130)은 외부로부터 유입되는 공기에 의해 LED 모듈(100)로부터 발산되는 열을 외부로 방출하는 역할을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치의 블록도를 보여준다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치는 LED 모듈(100), 온도 감지부(200), 광량 제어부(300) 및 과열 제어부(400)를 포함할 수 있다.
LED 모듈(100)은 LED에 입력 전류가 인가되어, 광을 생성하는 역할을 한다. LED 모듈(100)은 하나 이상으로 구성되어 소정의 LED 광원부를 구성할 수 있다.
온도 감지부(200)는 하나 이상의 LED 모듈(100)의 온도를 소정의 온도 센서(205)에 의하여 감지한다. 온도 감지부(200)는 하나 이상의 LED 모듈(100) 중 하나를 선택하여 온도를 감지하고, 감지된 온도에 보정 계수 A를 곱하여, 하나 이상의 LED 모듈(100) 전체의 평균 온도를 산출할 수 있다.
여기서, 보정 계수 A는 다음의 과정에 의하여 미리 구해질 수 있다. 상기 하나 이상의 LED 모듈(100)에 대하여 미리 온도를 증가시키면서 각 LED 모듈(100)의 온도를 측정하여, 평균 온도를 구한다. 따라서, 선택된 하나의 LED 모듈(100)의 온도와, 각 온도 또는 소정의 온도 범위에서 획득된 평균 온도 사이의 비에 의하여 보정 계수 A는 획득될 수 있다.
Figure 112009026235966-pat00001
여기서, N은 LED 모듈(100)의 개수이며, Ti는 해당 LED 모듈의 온도이며, Tk 는 선택된 LED 모듈의 온도이다. 따라서, 보정 계수 A는 각각의 온도 또는 소정의 온도 범위에서 각각 설정되어, 테이블 또는 그래프 형태로 저장될 수 있다.
광량 제어부(300)는 온도 감지부(200)로부터 전달된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에, 하나 이상의 LED 모듈(100)에 인가되는 입력 전류를 조절하여 LED 모듈(100)에서 조사되는 광량을 소정의 범위 내에서 유지시키는 역할을 한다. 광량 제어부(300)는 하나 이상의 LED 모듈(100)의 평균 온도가 증가하는 경우 상기 입력 전류를 증가시키고, 하나 이상의 LED 모듈(100)의 평균 온도가 감소하는 경우 상기 입력 전류를 감소시켜 일정한 광량을 조사하도록 한다. 한편, 광량 제어부(300)는 산출된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에, 평균 온도의 변동에 따라 변동되는 광량을 유지시키기 위하여 상기 입력 전류를 조절할 수 있다. 예를 들어, 평균 온도가 섭씨 1도씩 증가하는 경우에 소정의 값만큼 입력 전류를 낮추거나, 또는 광량유지 테이블을 참조하여 입력 전류 값을 결정할 수 있다.
LED 모듈(100)은 LED 자체의 특성상 온도 및 전류에 의하여 광량이 달라질 수 있다. 예를 들어, LED 모듈(100)에 인가되는 입력 전류의 크기가 일정한 상태에서 LED 모듈(100)의 온도가 증가하면 LED 모듈(100)에 의한 광량은 떨어질 수 있다. 반대로, 입력 전류의 크기가 일정한 상태에서 LED 모듈(100)의 온도가 감소하면 LED 모듈(100)에 의한 광량은 증가될 수 있다.
따라서, 평균 온도가 임계 이하인 경우에 동작하는 광량 제어부(300)는 LED 모듈(100)의 온도가 증가하면 입력 전류를 증가시키고, LED 모듈(100)의 온도가 감소하면 입력 전류를 감소시키는 제어를 하여 LED 램프 장치의 전체적인 광량을 일정하게 유지할 수 있다.
과열 제어부(400)는 온도 감지부(200)로부터 전달된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에, 상기 입력 전류를 감소시켜 하나 이상의 LED 모듈(100)의 온도를 낮추는 역할을 한다. 여기서, 임계 온도는 상기 하나 이상의 LED 모듈에서 설정된 한계 온도보다 낮게 설정되며, LED 모듈이 정상적으로 동작 가능한 상한 온도를 말한다. 한계 온도는 통상적으로 LED 모듈이 손상될 수 있는 최대 온도를 말하 며, LED 모듈에 따라 설정된 값으로 주어질 수 있다. 따라서, 차량의 주행 중에 엔진에 의한 열 및 LED 모듈에서 발생하는 열에 의하여 LED 모듈이 과도하게 히팅되는 것을 미연에 방지하기 위하여, 임계 온도는 한계 온도 보다 소정 범위 또는 소정 비율만큼 낮게 설정될 수 있다. 또는 임계 온도는 사용자의 셋팅 또는 실험치에 근거하여 미리 소정의 값으로 설정될 수 있다.
과열 제어부(400)는 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는 설정된 범위 또는 비율만큼 입력 전류를 감소시킬 수 있다. 소정의 시간이 경과한 후에, 재감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는, 다시 설정된 범위 또는 비율만큼 입력 전류를 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 과열 제어부(400)는 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에, 온도 감지부(200)로부터 전달된 평균 온도의 프로파일을 지속적으로 수신하면서, 입력 전류를 다단으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 다단으로 입력 전류를 감소시키는 경우에는 하위단으로 갈수록 낮아진 입력 전류의 인가 시간을 늘릴 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, LED 모듈(100)의 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에 입력 전류를 감소시켜, 한계 온도에 이르기 전에 미리 LED 모듈(100)의 온도를 낮추어 LED 모듈(100)을 보호하며, LED 모듈(100)의 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 LED 모듈(100)의 평균 온도에 따라 입력 전류를 조절하여 하나 이상의 LED 모듈(100)로부터 발생하는 광량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 장치에서 LED 광원부 및 온도 감지부의 개략적인 구성을 보여준다.
온도 감지부(200)는 상기 하나 이상의 LED 모듈(100) 중 하나에 부착되고, 상기 부착된 LED 모듈의 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 부저항 소자(210) 및 부저항 소자(210)에 인가되는 전압을 감지하여 상기 LED 모듈(100)의 평균 온도를 산출하는 온도 산출부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 부저항(negative temperature) 소자(210)는 소정의 온도 센서 역할을 하는 소자로서, 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 특성을 나타내는 소자를 말한다. 따라서, 부저항 소자(210)를 통과하는 전류의 세기가 일정하다면, 온도가 증가함에 따라 부저항 소자(210)에 인가되는 전압이 낮아지게 되고, 온도 산출부(220)가 낮아진 전압을 감지하여 해당 LED 모듈(예를 들어, 103)의 온도를 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 3에서와 같이 8개의 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)이 소정의 LED 광원부(110)를 구성하는 경우에, 상기 8개의 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)중 하나의 LED 모듈(예를 들어, 103)에 부저항 소자(210)를 부착하여 온도를 감지할 수 있다.
이어, 감지된 온도에 소정의 보정 계수 A를 곱하여, 8개의 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)을 포함하는 LED 광원부(110)의 평균 온도를 산출할 수 있다. 보정 계수 A는 동일한 8개의 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)을 포함하는 LED 광원부(110)에 대하여 각 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)에 대하여 온도 감지부(200)에 의하여 소정의 온도마다 LED 모듈의 온도 프로파일을 미리 실험적 또는 이론적으로 도출한 상태에서, 전술 한 수학식 1을 적용하여 획득할 수 있다. 보정 계수 A는 온도에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다.
따라서, 상기와 같이 온도 감지부(200)를 각 LED 모듈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)에 장착되지 않더라도, 하나의 선택된 LED 모듈(103)에 장착하여 전체의 평균 온도를 산출함으로써 LED 램프 장치 및 전류 제어 장치의 비용을 절감할 수 있다. 한편, 선택되는 LED 모듈(103)은 전체 LED 모듈의 평균 온도와 온도 변화의 패턴이 유사한 모듈로 선택되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 장치의 동작 흐름도를 보여준다. 도 4를 참조하면, 먼저 하나 이상의 LED 모듈(100)에 입력 전류를 인가한다(S410). 온도 감지부(200)는 하나 이상의 LED 모듈(100) 중 하나에 부착된 온도 감지 센서에 의하여 온도를 감지한다(S420). 감지된 온도에 보정 계수 A를 곱하여 하나 이상의 LED 모듈(100)을 구성하는 LED 광원부(110)의 평균 온도를 산출한다(S430).
산출된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는지 여부를 판단한다(S440). 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 광량을 일정하기 유지시키기 위하여 입력 전류값을 추출한다(S450). 입력 전류값은 미리 설정되어 있어, 평균 온도에 따라 일정한 광량을 발생시키는 관계를 나타내는 광량유지 테이블(미도시)로부터 추출될 수 있다. 예를 들어, 일정한 입력 전류에 인가되는 상태에서는 LED 모듈은 온도가 증가함에 따라 광량이 줄어들 수 있기 때문에, 이러한 관계에 따라 LED 모듈(100)의 평균 온도가 증가함에 따라 광량을 유지할 수 있는 입력 전류값을 광량유지 테이블 형태로 저장부(미도시)에 미리 저장해 둘 수 있다.
평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는, LED 모듈(100)의 온도가 이상적으로 높다고 판단하여 과열 방지부(400)가 작동한다. 과열 방지부(400)는 과열방지 테이블(미도시)로부터 초과된 평균 온도에 따라 낮아지는 입력 전류값을 추출할 수 있다(S460). 여기서, 과열방지 테이블은 임계 온도를 초과하는 평균 온도에서 LED 모듈(100)에 인가되어야 할 입력 전류를 저장한 테이블이다.
한편, 소정의 시간을 초과하여 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는, 이전의 입력 전류값에 비하여 다단으로 낮아진 입력 전류값을 추출하여 인가할 수 있다. 예를 들어, 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 제1 시간 동안에는 제1 전류값 만큼 입력 전류를 낮추고, 이후 제2 시간 동안 임계 온도를 초과하는 경우에는 제2 전류값 만큼 입력 전류를 낮추어 LED 모듈(100)에 인가할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 임계 온도를 기준으로 LED 램프 장치에 구비되는 LED 모듈(100)의 입력 전류를 제어하는 기법을 달리하여, 임계 온도 이하에는 일정한 광량을 유지시켜 차량 사용자로 하여금 피로도를 덜 느끼게 하며, 임계 온도 이상에서는 입력 전류를 제어하여 과열로 인하여 LED 모듈(100)의 손상, 내구성 악화 등을 미연에 방지할 수 있다.
도 5a 및 5b는 주변 환경에 따라, LED 모듈의 시간에 따른 최대 온도가 임계 온도 이하로 수렴하는 경우의 온도 분포 및 광량 분포를 시간에 따라 보여주는 도면이다. 예를 들어, 주변 온도가 낮거나, 주행 중인 상태에서 외부의 공기에 의하여 활발한 냉각이 이루어 지는 경우에는 헤드 램프에 장착된 LED 모듈(100)의 최대 온도가 임계 온도 이하에서 수렴될 수 있다.
도 5a 및 5b를 참조하면, LED 모듈(100)의 온도가 임계 온도 이하인 상태에서는 전류 제어 기법을 도입하지 않으면서 LED 모듈(100)에 일정한 입력 전류를 인가할 경우에는 시간이 지남에 따라 LED 모듈(100)의 온도는 증가되고, 이와 반대로 광량은 시간이 지남에 따라 감소하여 일정 광량으로 수렴될 수 있다. 이는 LED 모듈(100)이 시간이 지남에 따라 온도가 증가하면서, LED 모듈(100)의 열저항이 증가하여 전기적 에너지를 빛 에너지로 변환하는 효율이 감소하기 때문이다. 따라서, 전류 제어 기법을 도입하지 않을 경우에는, 감소되는 광량을 감안하여, 감소되는 광량만큼 더 높은 광량에 대한 전류값을 인가하여야 하므로, 초기부터 높은 전류를 유지하여야 하고, 이로 인하여, 초기에는 과다 광량이 발생하고, 시간에 따른 LED 모듈의 온도 상승도 빠르게 일어난다. 이와 대조적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 기법을 도입하는 경우에는 높은 전류값을 유지할 필요없이, 광량 유지를 위한 최적 전류를 지속적으로 변화시키므로, 초기부터 광량을 일정하게 유지할 수 있고, 전류 제어를 하지 않는 경우에 비하여 LED 모듈의 온도 상승도 지연시킬 수 있다. 또한, 광량의 감소를 감안한 높은 전류값을 인가하지 않으므로, LED 모듈이 수렴하는 최대 온도값도 전류 제어를 하지 않는 경우에 비하여 낮출 수 있다.
도 6a 및 6b는 임계 온도를 초과하는 경우에 있어서 과열 방지 기법을 도입하지 않은 경우 및 도입한 경우의 온도 분포 및 광량 분포를 시간에 따라 보여주는 도면이다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 헤드 램프의 LED 모듈(100)의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 주변 온도가 높거나, 차량이 정지 상태에서 외부의 공기에 의하여 활발한 냉각이 이루어지지 않는 경우에 헤드 램프에 장착된 LED 모듈(100)의 온도가 임계 온도를 초과할 수 있다. 도 6a 및 6b에서와 같이, LED 모듈(100)의 온도가 임계 온도를 초과하더라도 과열 방지를 하지 않는 경우에는 계속적으로 증가되어 LED 모듈(100)을 손상시킬 수 있다. 이에 비하여, 도 6a 및 6b에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 과열 방지를 하는 경우에는 LED 모듈이 임계 온도에 도달하거나 초과하려는 경우에는, 입력 전류의 크기를 낮추어 LED 모듈을 보호한다. 또한, 이 경우에도 초기부터 일정한 광량을 유지하기 위하여 과도한 전류를 인가하지 않음으로 인하여, 시간에 따라 온도 증가가 상대적으로 느릴 수 있기 때문에 일정한 광량을 유지하면서도 온도의 빠른 상승을 억제시킬 수 있다.
상기와 같이, 전류 제어 기법을 도입하지 않은 경우와 비교하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 기법을 도입하는 경우에는 일정한 광량을 유지하면서 최대 상승 온도를 낮출 수 있고, 단시간 내에 과도한 온도 상승을 지연시켜 LED 모듈(100)이 열적인 저항 및 피로를 줄여 내구성을 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므 로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 장치에서 LED 광원부 및 온도 감지부의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어 장치의 동작 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 5a는 주변 환경에 따라, LED 모듈의 시간에 따른 최대 온도가 임계 온도 이하로 수렴하는 경우의 온도 분포를 보여주는 도면이다.
도 5b는 주변 환경에 따라, LED 모듈의 시간에 따른 최대 온도가 임계 온도 이하로 수렴하는 경우의 광량 분포를 보여주는 도면이다.
도 6a는 임계 온도를 초과하는 경우에 있어서 과열 방지 기법을 도입하지 않은 경우 및 도입한 경우의 온도 분포를 시간에 따라 보여주는 도면이다.
도 6b는 임계 온도를 초과하는 경우에 있어서 과열 방지 기법을 도입하지 않은 경우 및 도입한 경우의 광량 분포를 시간에 따라 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100: LED 모듈 200: 온도 감지부
300: 광량 제어부 400: 과열 제어부
120: 더스트 커버 130: 냉각 팬
140: 하우징 150: 리플렉터
160: 서포트 170: 프로젝션 렌즈
180: 쉴드 190: 투명 커버

Claims (9)

  1. 하나 이상의 LED 모듈을 구비한 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도를 감지하는 온도 감지부;
    상기 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 상기 LED 모듈의 평균 온도의 증감에 따라 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 증감시키는 광량 제어부; 및
    상기 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는 상기 입력 전류를 감소시키는 과열 제어부를 포함하고,
    상기 온도 감지부는 상기 하나 이상의 LED 모듈 중 하나를 선택하여 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하며,
    상기 온도 감지부는 상기 감지된 온도에 보정 계수를 곱하여 상기 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도로 산출하는, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보정 계수는 상기 LED 모듈 전체의 평균 온도에 대한 상기 선택된 LED 모듈의 온도의 비(ratio)가 실험적으로 계산된 값인, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 광량 제어부는
    상기 LED 모듈의 평균 온도가 증가하는 경우 상기 입력 전류를 증가시키고, 상기 LED 모듈의 평균 온도가 감소하는 경우 상기 입력 전류를 감소시키는, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 감지부는 상기 하나 이상의 LED 모듈 중 하나에 부착되고, 상기 부착된 LED 모듈의 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 부저항 소자; 및
    상기 부저항 소자에 인가되는 전압을 감지하여 상기 부저항 소자가 부착된 상기 LED 모듈의 평균 온도를 산출하는 온도 산출부를 포함하는, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 임계 온도는 상기 하나 이상의 LED 모듈에서 설정된 한계 온도보다 낮게 설정되며,
    상기 과열 제어부는 상기 감지된 평균 온도의 프로파일을 이용하여 상기 입력 전류를 다단으로 감소시키는, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 장치.
  7. LED가 장착된 LED 모듈을 하나 이상 포함하는 LED 광원부;
    상기 LED 광원부가 장착되는 하우징; 및
    상기 LED 광원부의 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 제어하는 입력 전류 제어부를 포함하며,
    상기 입력 전류 제어부는
    상기 하나 이상의 LED 모듈의 평균 온도를 감지하는 온도 감지부;
    상기 감지된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에는 상기 LED 모듈의 평균 온도의 증감에 따라 상기 LED 모듈에 인가되는 입력 전류를 증감시키는 광량 제어부; 및
    상기 감지된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에는 상기 입력 전류를 감소시키는 과열 제어부를 포함하는, 차량용 LED 램프 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 온도 감지부는 상기 하나 이상의 LED 모듈 중 하나의 온도를 감지하고, 상기 감지된 온도에 보정 계수를 곱하여 상기 하나 이상의 LED 모듈의 온도의 평균 온도로 산출하며,
    상기 과열 제어부는 상기 감지된 평균 온도의 프로파일을 이용하여 상기 입력 전류를 다단으로 감소시키는, 차량용 LED 램프 장치.
  9. 하나 이상의 LED 모듈을 구비한 차량용 LED 램프 장치에 입력 전류를 인가하는 단계;
    상기 하나 이상의 LED 모듈 중 하나의 LED 모듈의 온도를 감지하여 평균 온도를 산출하는 단계;
    상기 산출된 평균 온도가 임계 온도 이하인 경우에 상기 평균 온도의 변동에 따라 변동되는 광량을 유지시키기 위하여 상기 입력 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 산출된 평균 온도가 임계 온도를 초과하는 경우에 상기 평균 온도를 낮추기 위하여 상기 입력 전류의 크기를 낮추는 단계를 포함하는, 차량용 LED 램프 장치에서의 전류 제어 방법.
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