KR101987296B1 - 차량용 엘이디 구동 장치 - Google Patents

차량용 엘이디 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹(상기 n은 2 이상의 자연수)이 직렬 연결되는 엘이디 발광부를 구동하는 차량용 엘이디 구동 장치에 대한 것으로, 차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부, 상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 정전류를 생성하고, 상기 정전류를 상기 제1 엘이디 그룹의 입력단으로 제공하는 정전류 제어부, 상기 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹 사이의 노드 중, 제1 노드 내지 제k-1 노드(상기 k는 상기 n 보다 작은 자연수)에 인가된 전압을 각각 상기 정전류 제어부의 입력단으로 피드백하는 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로, 상기 제k 노드 내지 제n 노드와 접지 사이를 각각 연결하는 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로, 상기 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로 상에서, 차량의 제어장치로부터 제공되는 제어신호에 따라 스위칭되는 제1 스위칭부 내지 제k-1 스위칭부 및 상기 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로 상에서, 상기 제어신호에 따라 스위칭되는 제k 스위칭부 내지 제n 스위칭부를 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.
차량의 엘이디와 같은 발광 모듈의 구동을 위해서는 정 전류 공급 모듈인 발광모듈 드라이버가 사용되며, 특히 로우 빔(Low Beam), 하이 빔(High Beam)의 경우 높은 광량이 요구되므로 발광모듈 드라이버의 출력 전력이 높기 때문에, 이에 대한 효율에 따라 전력 소모량과 발열량에 차등이 발생한다.
발광모듈 드라이버는 엘이디와 같은 발광 모듈의 구성에 따라 DC/DC 컨버터의 벅(Buck), 부스트(Boost), 벅-부스트(Buck- Boost) 토폴리지(topology)가 사용된다. 최근에, 차량용 엘이디의 효율이 향상되어 로 빔, 하이 빔을 구성하는 엘이디의 개수가 줄어듬에 따라 기존 부스트(Boost) 토폴리지 보다 벅-부스트(Buck- Boost) 토폴리지를 사용하는 빈도가 늘고 있다.
하지만, 벅-부스트(Buck-Boost) 토폴리지는 벅(Buck), 부스트(Boost) 토폴리지에 비하여 효율이 떨어지기 때문에 소모 전력과 발열이 높은 단점이 있다. 이에, 고효율의 발광모듈 드라이버를 설계하기 위한 DC/DC 컨버터 구성을 플리커(flicker) 현상 없이 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다.
또한, 차량의 로우 빔에 대응되는 발광모듈 드라이버와, 차량의 하이 빔에 대응되는 발광모듈 드라이버가 각각 구분되어 구비됨에 따라, 로우 빔 또는 하이 빔을 출력하기 위한 다수의 발광모듈 드라이버들을 구비하여야 하는 단점도 있다. 이를 개선하기 위한 방안도 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 제공한다.
또한, 본 발명은 고효율의 엘이디 구동 장치를 설계하기 위한 DC/DC 컨버터 구성을 능동적으로 변경할 수 있는 차량용 엘이디 구동 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치는 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹(상기 n은 2 이상의 자연수)이 직렬 연결되는 엘이디 발광부를 구동하는 차량용 엘이디 구동 장치에 대한 것으로, 차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부, 상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 정전류를 생성하고, 상기 정전류를 상기 제1 엘이디 그룹의 입력단으로 제공하는 정전류 제어부, 상기 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹 사이의 노드 중, 제1 노드 내지 제k-1 노드(상기 k는 상기 n 보다 작은 자연수)에 인가된 전압을 각각 상기 정전류 제어부의 입력단으로 피드백하는 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로, 상기 제k 노드 내지 제n 노드와 접지 사이를 각각 연결하는 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로, 상기 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로 상에서, 차량의 제어장치로부터 제공되는 제어신호에 따라 스위칭되는 제1 스위칭부 내지 제k-1 스위칭부 및 상기 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로 상에서, 상기 제어신호에 따라 스위칭되는 제k 스위칭부 내지 제n 스위칭부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 노드 내지 상기 제k-1 노드에 인가되는 전압은 상기 입력전압 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어신호가 상기 제1 엘이디 그룹 내지 제x 엘이디 그룹(상기 x는 1 이상이고, 상기 n 이하의 자연수)을 점등하는 제어신호인 경우, 상기 제x 노드에 연결되는 제x 스위칭부는 턴온될 수 있고, 나머지 스위칭부는 턴오프될 수 있다.
여기서, 상기 x가 k-1 이하인 경우, 상기 제x 노드에 인가되는 전압이 제x 피드백 경로를 통해 상기 정전류 제어부의 입력단으로 피드백될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 엘이디 그룹 내지 상기 제k-1 엘이디 그룹을 점등하기 위해 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제k-1 스위칭부 중 어느 하나가 턴온되면, 상기 정전류 제공부는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 제k 엘이디 그룹 내지 상기 제n 엘이디 그룹을 점등하기 위해 상기 제k 스위칭부 내지 상기 제n 스위칭부 중 어느 하나가 턴온되면, 상기 정전류 제공부는 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정전류 제어부는 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 정전류를 제공하는 정전류 제어 스위치부, 상기 엘이디 발광부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드, 상기 다이오드와 상기 커패시터 사이에 연결되는 전류 측정 저항 및 상기 전류 측정 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압에 따라 상기 정전류 제어 스위치부의 온오프를 제어하여 정전류를 생성하는 정전류 스위칭 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제n 스위칭부는 상기 제어신호가 베이스로 입력되는 모스펫(MOSFET)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 피드백 경로 내지 상기 제k-1 피드백 경로는 상기 정전류 제어부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 복수개의 엘이디 그룹을 개별 제어하기 위한 엘이디 구동 장치의 구성을 효율적으로 개선하기 위한 차량용 엘이디 구동 장치를 제공할 수 있는 이점이 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 포함하는 차량용 램프를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 3의 차량용 엘이디 구동 장치의 제3 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 5는 도 3의 정전류 제어부가 벅-부스트 컨버터(Buck boost converter)로 동작하는 경우를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 도 3의 차량용 엘이디 구동 장치의 제x 스위칭부(x는 k 이상의 자연수)가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 도 3의 정전류 제어부가 부스트 컨버터(Boost converter)로 동작하는 경우를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는 차량의 전원장치(1)로부터 전송되는 입력전원과 차량의 제어장치(2)로부터 전송되는 제어신호에 따라 엘이디 발광부(20)를 구동시키는 차량용 엘이디 구동 장치(10)를 포함할 수 있다.
엘이디 발광부(20)는 복수개의 엘이디 그룹을 포함할 수 있으며, 상기 엘이디 그룹은 적어도 하나의 엘이디 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 엘이디 그룹은 로우 빔, 하이 빔, 주간주행 램프, 차폭 램프, 브레이크 램프, 턴 시그널 램프 및 백업 램프 중 어느 하나일 수 있다.
차량용 엘이디 구동 장치(10)는 차량의 제어장치(2)의 제어신호에 따라 복수개의 엘이디 그룹 중 적어도 하나를 선택하고, 차량의 전원장치(1)로부터 입력되는 입력전압을 조절하여 정전류를 생성하여 상기 선택된 적어도 하나의 엘이디 그룹에 제공할 수 있다. 여기서, 차량용 엘이디 구동 장치(10)는 상기 선택된 적어도 하나의 엘이디 그룹의 출력전압에 따라 상기 엘이디 그룹에 제공된 전류의 경로를 조절함으로써, 부스트 컨버터 및 벅-부스트 컨버터 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
이러한 차량용 엘이디 구동 장치(10)에 대해서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 이하에서 보다 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치(10)는 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제n 엘이디 그룹(20-n)이 직렬로 연결되는 엘이디 발광부(20)를 구동할 수 있으며, 전압 입력부(Vin), 정전류 제어부(100), 제1 피드백 경로(200-1) 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1), 제k 접지 경로(200-k) 내지 제n 접지 경로(200-n) 및 제1 스위칭부(300-1) 내지 제n 스위칭부(300-n)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 n은 2 이상의 자연수일 수 있으며, 상기 k는 상기 n 보다 작은 자연수일 수 있다.
전압 입력부(Vin)는 차량의 전원장치(1)로부터 입력되는 입력전압을 정전류 제어부(100)로 제공할 수 있다.
정전류 제어부(100)는 전압 입력부(Vin)으로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 정전류를 생성하고, 상기 정전류를 제1 엘이디 그룹(20-1)의 입력단으로 제공할 수 있다. 여기서, 정전류 제어부(100)는 차량의 제어장치(2)로부터 입력되는 제어신호에 의해 제1 스위칭부(300-1) 내지 제n 스위칭부(300-n) 중 어느 하나의 스위칭부가 선택되면, 벅-부스트 컨버터 및 부스트 컨버터 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
이러한 정전류 제어부(100)에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여, 이하에서 보다 자세히 설명한다.
제1 피드백 경로(200-1) 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1)는 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제n 엘이디 그룹(20-n) 사이의 노드 중 제1 노드(n1) 내지 제k-1 노드(nk-1)에 인가된 전압을 각각 정전류 제어부(100)의 입력단으로 피드백할 수 있다. 즉, 제1 피드백 경로(200-1)는 제1 엘이디 그룹(20-1)과 제2 엘이디 그룹(20-2) 사이의 제1 노드(n1)와 정전류 제어부(100)의 입력단을 연결할 수 있고, 제2 피드백 경로(200-2)는 제2 엘이디 그룹(20-2)과 제3 엘이디 그룹(20-3) 사이의 제2 노드(n2)와 정전류 제어부(100)의 입력단을 연결할 수 있으며, 제k-1 피드백 경로(200-k-1)는 제k-1 엘이디 그룹(20-k-1)과 제k 엘이디 그룹(20-k) 사이의 제k-1 노드(nk-1)와 정전류 제어부(100)의 입력단을 연결할 수 있다.
또한, 제k 접지 경로(200-k) 내지 제n 접지 경로(200-n)는 각각 제k 노드(nk) 내지 제n 노드(nn)와 접지 사이를 연결할 수 있다.
여기서, 제1 피드백 경로(200-1) 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1)에는 각각 차량의 제어장치(2)로부터 제공되는 제어신호에 따라 스위칭되는 제1 스위칭부(300-1) 내지 제k-1 스위칭부(300-k-1)이 배치될 수 있다.
또한, 제k 접지 경로(200-k) 내지 제n 접지 경로(200-n)에는 각각 상기 차량의 제어장치(2)로부터 제공되는 제어신호에 따라 스위칭되는 제k 스위칭부(300-k) 내지 제n 스위칭부(300-n)이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 차량의 제어장치(2)로부터 제공되는 제어신호는 제1 스위칭부(300-1) 내지 제n 스위칭부(300-n) 중 어느 하나를 턴온시키고, 나머지를 턴오프시키는 제어신호를 포함할 수 있다.
여기서, 차량의 제어장치(2)로부터 제공된 제어신호에 따라 제x 스위칭부(여기서, x는 1과 n 사이의 자연수)가 턴온되고, 나머지 스위칭부들은 턴오프되는 경우, 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제x 엘이디 그룹이 온되고, 제x+1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹(20-n)은 오프될 수 있다.
여기서, 상기 제어신호에 의해 턴온되는 제x 스위칭부가 제k 스위칭부(300-k) 이전의 스위칭부인지 여부에 따라 정전류 제어부(100)가 벅-부스트 컨버터로 동작할지, 아니면, 부스트 컨버터로 동작할 지가 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 x가 k-1 이하의 수인 경우, 제x 노드에 인가되는 전압은 제x 피드백 경로를 통해 정전류 제어부(100)의 입력단으로 피드백되고, 이에 따라 정전류 제어부(100)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
이와 반대로, 상기 x가 k 이상의 수인 경우, 제x 노드는 제x 접지 경로를 통해 접지와 연결되고, 이에 따라 정전류 제어부(100)는 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
이러한 벅-부스트 컨버터 또는 부스트 컨버터로 동작하는 정전류 제어부에 대해서는 도 3 내지 도 8을 참조하여 이하에서 보다 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 차량용 엘이디 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 제어부(100)는 LC 필터(Lc, Cc), 정전류 제어 스위치부(SWc), 다이오드(Dc), 전류 측정 저항(Rc) 및 정전류 스위칭 제어부(110)를 포함할 수 있다.
LC 필터는 일측이 전압 입력부(Vin)와 연결되고, 타측이 정전류 제어 스위칭부(SWc) 및 다이오드(Dc)와 연결되는 인덕터(Lc)와 엘이디 발광부(20)와 병렬로 연결되는 커패시터(Cc)를 포함할 수 있다. LC 필터는 정전류 제어 스위칭부(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(2)로 제공되는 전압의 크기가 조절될 수 있다.
정전류 제어 스위치부(SWc)는 인덕터(Lc)의 타측과 접지 사이에 연결될 수 있으며, 정전류 스위칭 제어부(110)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 정전류 제어 스위치부(SWc)는 정전류 스위칭 제어부(110)로부터 제어신호가 베이스로 입력되는 모스펫(MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 여기서, 정전류 스위칭 제어부(110)로부터 입력되는 제어신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있으며, 정전류 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(20)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.
정전류 스위칭 제어부(110)는 전류 측정 저항(Rc)에 인가되는 전압을 측정하고, 이를 기준전압과 비교하여 엘이디 발광부(20)로 출력되는 전류의 변화를 감지하며, 상기 전류의 변화에 따라 정전류 제어 스위칭부(SWc)로 출력하는 제어신호를 조절함으로써, 전압의 크기를 조절하여 정전류를 엘이디 발광부(20)로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어신호는 PWM 신호일 수 있다. 이 경우, 정전류 스위칭 제어부(110)는 상기 전류 측정 저항(Rc)에 인가된 전압이 기준전압보다 큰 경우, PWM 신호의 듀티비를 감소시킴으로써, 출력전압을 감소시켜 기 설정된 크기의 정전류를 생성할 수 있다. 이와 반대로, 상기 전류 측정 저항(Rc)에 인가된 전압이 기준전압보다 작은 경우, PWM 신호의 듀티비를 증가시킴으로써, 출력전압을 감소시켜 기 설정된 크기의 정전류를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스위칭부(20-1) 내지 제n 스위칭부(20-n)는 차량의 제어장치(2)로부터 제어신호가 베이스로 입력되는 모스펫을 포함할 수 있다.
또한, 제1 피드백 경로(200-1) 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1)에는 각각 제1 노드(n1) 내지 제k-1 노드(nk-1)에서 정전류 제어부(100)로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드(D1 내지 Dk-1)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치(10)는 차량의 제어장치(2)로부터 제공되는 제어신호에 따라 제1 스위칭부(SW1) 내지 제n 스위칭부(SWn) 중 어느 하나를 턴온시키고, 나머지 스위칭부들을 턴오프시킬 수 있다. 여기서, 차량용 엘이디 구동 장치(10)의 정전류 제어부(100)는 제1 스위칭부(SW1) 내지 제k-1 스위칭부(SWk-1) 중 어느 하나가 턴온되는 경우, 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있으며, 제k 스위칭부(SWk) 내지 제n 스위칭부(SWn) 중 중 어느 하나가 턴온되는 경우, 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
이 중 정전류 제어부(100)가 벅-부스트 컨버터로 동작하는 경우는 도 4 및 도 5를 참조하여, 이하에서 보다 상세히 설명하며, 부스트 컨버터로 동작하는 경우는 도 6 및 도 7을 참조하여, 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 차량용 엘이디 구동 장치의 제3 스위칭부가 턴온된 경우를 설명하기 위한 등가 회로도이며, 도 5는 도 3의 정전류 제어부가 벅-부스트 컨버터(Buck boost converter)로 동작하는 경우를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 제3 스위칭부(SW3)가 턴온 된 경우, 제3 노드(n3)와 정전류 제어부(100)의 입력단이 연결되며, 제1 스위칭부(SW1), 제2 스위칭부(SW2)와 제4 스위칭부(SW4) 내지 제n 스위칭부(SWn)가 턴오프되어, 제1 피드백 경로(200-1), 제2 피드백 경로(200-2), 제4 피드백 경로(200-4) 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1) 및 제k 접지 경로(200-k) 내지 제n 접지 경로(200-n)가 차단될 수 있다.
이 경우, 제1 엘이디 그룹(20-1)로 입력되는 정전류가 제3 노드(n3)에 연결된 제3 피드백 경로(200-3)을 통해 정전류 제어부(100)의 입력단으로 피드백됨으로써, 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제3 엘이디 그룹(20-3)이 턴온될 수 있다.
여기서, k는 3보다 큰 수이며, 본 실시예에서, 제3 스위칭부(300-3)이 턴온되는 경우를 예를 들어 설명하였으며, 이는 k 미만의 스위칭부를 턴온되는 경우에도 이와 유사하게 적용될 수 있다. 이와 같이 k 미만의 스위칭부가 턴온되는 경우, 상기 스위칭부에 의해 피드백 경로가 정전류 제어부(110)로 연결됨으로써, 상기 정전류 제어부(110)는 벅-부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
이와 같이, 벅-부스트 컨버터로 동작하는 정전류 제어부(110)의 등가회로는 도 5에 도시된 바와 같은 회귀형 회로 구성을 가질 수 있다. 여기서, R은 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제3 엘이디 그룹(20-3)의 등가저항일 수 있다.
도 6은 도 3의 차량용 엘이디 구동 장치의 제x 스위칭부(x는 k 이상의 자연수)가 턴온된 경우를 설명하기 위한 회로도이며, 도 7은 도 3의 정전류 제어부가 부스트 컨버터(Boost converter)로 동작하는 경우를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 6을 참조하면, 제x 스위칭부(SWx)가 턴온 된 경우, 제x 노드(nx)와 접지단이 연결되며, 제1 스위칭부(SW1) 내지 제x-1 스위칭부(SWx-1) 및 제x+1 스위칭부(SWx+1) 내지 제n 스위칭부(SWn)가 턴오프되어, 제1 피드백 경로(200-1), 내지 제k-1 피드백 경로(200-k-1), 제k 접지 경로(200-k) 내지 제x-1 접지 경로(200-x-1) 및 제k+1 접지 경로(200-k+1) 내지 제n 접지 경로(200-n)가 차단될 수 있다.
이 경우, 제1 엘이디 그룹(20-1)로 입력되는 정전류가 제x 노드(nx)에 연결된 접지단으로 흐름으로써, 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제x 엘이디 그룹(20-x)이 턴온될 수 있다.
이와 같이 k 이상의 스위칭부가 턴온되는 경우, 상기 스위칭부에 의해 제x 노드(nx)가 접지단에 연결됨으로써, 상기 정전류 제어부(110)는 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
이와 같이, 부스트 컨버터로 동작하는 정전류 제어부(110)의 등가회로는 도 7에 도시된 바와 같은 회로 구성을 가질 수 있다. 여기서, R은 제1 엘이디 그룹(20-1) 내지 제x 엘이디 그룹(20-x)의 등가저항일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 제1 엘이디 그룹(20-1)과 제2 엘이디 그룹(20-2)은 각각 로우 빔 또는 하이 빔에 대응될 수 있다. 일 실시예에서, 로우 빔에 대응되는 제어신호가 입력되면, 제1 스위칭부(SW1)가 턴온되고, 제2 스위칭부(SW2)가 턴오프되어 제1 엘이디 그룹(20-1)이 턴온될 수 있다. 이와 반대로, 하이 빔에 대응되는 제어신호가 입력되면, 제1 스위칭부(SW1)가 턴오프되고, 제2 스위칭부(SW2)가 턴온되어 제1 엘이디 그룹(20-1) 및 제2 엘이디 그룹(20-2)이 모두 턴온 될 수 있다.
여기서, 차량용 엘이디 구동 장치(10)는 하이 빔이 선택되는 경우, 제1 엘이디 그룹(20-1)으로 흐르는 전류에 대비하여 제2 엘이디 그룹(20-2)으로 흐르는 전류를 미리 정해진 기준 전류 이하로 낮추도록 제2 엘이디 그룹(20-2)에 병렬로 연결되는 누설전류 블럭(400)을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 입력 전류가 제1 엘이디 그룹(20-1)을 경유할 때는 100% 적용되어 제1 엘이디 그룹(20-1)이 광 출력하도록 하고, 제2 엘이디 그룹(20-2)에 병렬 연결된 누설전류 블럭(400)의 전류 흐름 조절 구성(예: 저항)에 20%의 전류가 흐르도록 하여 제2 엘이디 그룹(20-2)로 80%의 전류가 흐르게 하고, 누설전류 블럭(400)에는 20%의 전류가 흐르게 할 수 있다.
이를 통해, 제2 엘이디 그룹(20-2)의 전류량을 제1 엘이디 그룹(20-1)과 다르게 조절할 수 있게 됨으로써, 하이 빔과 대응되는 제2 엘이디 그룹(20-2)의 발열량을 조절할 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.
1: 전원장치
2: 제어장치
10: 차량용 엘이디 구동 장치
20: 엘이디 발광부
20-1 내지 20-n: 엘이디 그룹
100: 정전류 제어부
110: 정전류 스위칭 제어부
200-1 내지 200-k-1: 피드백 경로
200-k 내지 200-n: 접지 경로
300-1 내지 300-n: 스위칭부
400: 누설 전류 블록

Claims (9)

  1. 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹(상기 n은 2 이상의 자연수)이 직렬로 연결되는 엘이디 발광부를 구동하는 차량용 엘이디 구동 장치에 있어서,
    차량의 전원장치로부터 입력전압이 제공되는 전압 입력부;
    상기 전압 입력부로부터 제공되는 입력전압을 조절하여 정전류를 생성하고, 상기 정전류를 상기 제1 엘이디 그룹의 입력단으로 제공하는 정전류 제어부;
    상기 제1 엘이디 그룹 내지 제n 엘이디 그룹 사이의 노드 중, 제1 노드 내지 제k-1 노드(상기 k는 상기 상기 n 보다 작은 자연수)에 인가된 전압을 각각 상기 정전류 제어부의 입력단으로 피드백하는 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로;
    제k 노드 내지 제n 노드와 접지 사이를 각각 연결하는 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로;
    상기 제1 피드백 경로 내지 제k-1 피드백 경로 상에 각각 연결되어, 차량의 제어장치로부터 제공되는 제어신호에 따라 각각 스위칭되는 제1 스위칭부 내지 제k-1 스위칭부; 및
    상기 제k 접지 경로 내지 제n 접지 경로 상에 각각 연결되어, 상기 제어신호에 따라 각각 스위칭되는 제k 스위칭부 내지 제n 스위칭부;
    를 포함하고,
    상기 제1 스위칭부 내지 제k-1 스위칭부 중 어느 하나의 스위칭부가 턴온되면, 상기 제k 스위칭부 내지 제n 스위칭부는 턴오프되어 상기 차량용 엘이디 구동 장치가 벅-부스트 컨버터로 동작하고,
    상기 제1 스위칭부 내지 제k-1 스위칭부 중 어느 하나의 스위칭부가 턴오프되면, 상기 제k 스위칭부 내지 제n 스위칭부는 턴온되어 상기 차량용 엘이디 구동 장치가 부스트 컨버터로 동작하는 차량용 엘이디 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노드 내지 상기 제k-1 노드에 인가되는 전압은 상기 입력전압 이하인 차량용 엘이디 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호가 상기 제1 엘이디 그룹 내지 제x 엘이디 그룹(상기 x는 1 이상이고, 상기 n 이하의 자연수)을 점등하는 제어신호인 경우,
    제x 노드에 연결되는 제x 스위칭부는 턴온되고, 나머지 스위칭부는 턴오프되는 차량용 엘이디 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 x가 k-1 이하인 경우,
    상기 제x 노드에 인가되는 전압이 제x 피드백 경로를 통해 상기 정전류 제어부의 입력단으로 피드백되는 차량용 엘이디 구동 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 정전류 제어부는,
    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 정전류를 제공하는 정전류 제어 스위치부;
    상기 엘이디 발광부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드;
    상기 다이오드와 상기 커패시터 사이에 연결되는 전류 측정 저항; 및
    상기 전류 측정 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압에 따라 상기 정전류 제어 스위치부의 온오프를 제어하여 정전류를 생성하는 정전류 스위칭 제어부; 를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 스위칭부 내지 상기 제n 스위칭부는,
    상기 제어신호가 베이스로 입력되는 모스펫(MOSFET)을 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 경로 내지 상기 제k-1 피드백 경로는,
    상기 정전류 제어부로 출력되는 전류의 역방향 흐름을 차단하는 다이오드를 포함하는 차량용 엘이디 구동 장치.

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