KR102109045B1 - 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템 - Google Patents

차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템에 관한 것으로, 차량의 내부에 구비되어 조명을 제공하는 차량용 엘이디 램프의 고장 발생 시 마이크로컨트롤러의 감지 및 제어를 통해 엘이디 램프의 밝기가 그대로 유지될 수 있도록 한 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템은, 차량의 배터리로부터 입력되는 직류전압을 구동시키고자 하는 LED 램프 개수에 맞춰 조절한 후 다수 개의 LED 램프 측으로 출력시키는 DC-DC 컨버터와; 다수 개의 엘이디(LED)가 직렬로 연결된 상태로 제공되어, 상기 DC-DC 컨버터로부터의 출력전압에 의해 동작되면서 차량 내 조명을 제공하는 LED 램프 및; 상기 DC-DC 컨버터 및 LED 램프와 연결되어, 상기 LED 램프의 순방향 전압을 체크하여 LED의 쇼트 여부를 판단하고, 그에 따라 상기 DC-DC 컨버터를 출력전압을 조절하여 상기 LED 램프가 동일한 밝기를 유지할 수 있도록 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하여 구성된다.

Description

차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템{LED LAMP BRIGHNESS MAINTENANCE SYSTEM AFTER FAULT DETECTION OF SERIAL LED LAMP FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 직렬 엘이디(LED) 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 내부에 구비되어 조명을 제공하는 차량용 LED 램프의 고장 발생 시 마이크로컨트롤러의 감지 및 제어를 통해 LED 램프의 밝기가 그대로 유지될 수 있도록 한 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 주간뿐만 아니라, 야간에도 운행이 이루어짐에 따라, 차량의 내.외부에는 다양한 목적으로 다양한 종류의 조명장치가 설치되어 제공된다.
특히, 승객이 직접 탑승하는 실내에는 실외에 비해 보다 다양하고 많은 종류의 조명장치가 구비되는데, 그 쓰임새에 따라 독서 조명을 비롯한 조명용 램프와, 계기판 조명, 스위치 조명 등과 같은 기능성 조명으로 분류될 수 있다.
또한, 야간 시에는 자동차 실내의 은은한 분위기를 연출하기 위하여 다양한 색상의 빛을 발산하는 무드 조명이 별도로 크래쉬 패드나 도어 트림 등에 설치되어 제공되거나 운전자가 추가로 구입하여 장착하기도 한다.
종래, 차량에 적용되는 조명장치로는 주로 백열전구가 널리 사용되었으나, 최근에는 낮은 소비전력, 다양한 색상, 긴 수명, 소형 경량화, 고속응답 등의 우수한 특성을 갖는 친환경적 제품인 엘이디(LED) 조명장치로 대체되고 있는 실정이다.
이때, 상기 엘이디 램프를 차량용 조명장치로 적용하는데 있어서는 엘이디 램프의 밝기를 증대시키기 위하여 어레이(Array)로 사용하게 되며, 보다 효율성을 높이기 위해 직렬방식이 주로 사용되고 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 "차량용 LED 램프의 구동장치"는 LED 램프(3)와, LED 구동부(1)와, 쇼트방지 스위치(2) 및, 기준전압 설정부(4)를 포함하여 구성되어, 상기 LED 구동부(1)는 일정한 전류를 공급해서 상기 LED 램프(3)를 구동시키도록 이루어진다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 차량용 엘이디 램프는, 다수 개의 엘이디가 직렬방식으로 연결되어 제공됨에 따라, 다수 개의 LED 소자 중 어느 한 개의 소자에서 쇼트가 발생될 경우, 나머지 LED 램프 중 정상적으로 동작되는 LED 소자가 있더라도 전체 LED 램프로의 전원공급이 차단되면서 모든 LED 램프의 동작이 오프(OFF)되는 문제점이 발생하게 되었다.
국내 공개특허공보 제10-2016-0042230호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 차량의 내부에 구비되어 조명을 제공하는 차량용 엘이디 램프의 고장 발생 시 마이크로컨트롤러의 감지 및 제어를 통해 엘이디 램프의 밝기가 그대로 유지될 수 있도록 한 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템은, 차량의 배터리로부터 입력되는 직류전압을 구동시키고자 하는 LED 램프 개수에 맞춰 조절한 후 다수 개의 LED 램프 측으로 출력시키는 DC-DC 컨버터와; 다수 개의 엘이디(LED)가 직렬로 연결된 상태로 제공되어, 상기 DC-DC 컨버터로부터의 출력전압에 의해 동작되면서 차량 내 조명을 제공하는 LED 램프 및; 상기 DC-DC 컨버터 및 LED 램프와 연결되어, 상기 LED 램프의 순방향 전압을 체크하여 LED의 쇼트 여부를 판단하고, 그에 따라 상기 DC-DC 컨버터를 출력전압을 조절하여 상기 LED 램프가 동일한 밝기를 유지할 수 있도록 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 마이크로컨트롤러에는 상기 LED 램프의 PWM 제어를 위한 PWM 제어부 및, 상기 LED 램프 전압 변화를 디지털 값으로 변환해 주는 ADC 포트가 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게, 상기 LED 램프 및 마이크로컨트롤러 사이에는 OPAMP가 구비되어, 상기 OPAMP의 attenuator 기능을 매개로 LED 램프의 쇼트 발생이 감지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 다수 개의 엘이디가 직렬로 연결되어 제공되는 차량용 LED 램프에서, 다수 개의 LED 소자 중 일부에 쇼트가 발생되더라도 마이크로컨트롤러에서 LED 램프의 쇼트 발생 개수를 감지한 후 그에 맞춰 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 제어하므로서, 정상적인 LED 소자가 해당 조명장치의 밝기를 유지할 수 있게 되는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래 차량용 LED 램프의 구동장치를 나타내는 회로구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 회로도,
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 회로도이다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 회로도이다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템은, 차량의 내부에 구비되어 조명을 제공하는 차량용 LED 램프(30)에 쇼트가 발생되더라도 마이크로컨트롤러(20)의 제어를 통한 DC-DC 컨버터(10)의 출력 전압 조절을 통해 LED 램프(30)의 밝기가 유지될 수 있도록 구현된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템은, 차량 내 실내 조명으로 제공되는 다수 개의 LED 소자로 이루어진 LED 램프(30)와, 상기 LED 램프(30)의 구동을 위한 전압을 공급하는 DC-DC 컨버터(10) 및, 상기 DC-DC 컨버터(10) 및 LED 램프(30)와 연결된 상태에서 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력전압 제어를 통해 상기 LED 램프(30)의 밝기를 제어하는 마이크로컨트롤러(20) 등을 포함하여 구성된다.
상기 LED 램프(30)는 다수 개의 엘이디가 직렬로 연결되어 제공된 상태에서, 상기 DC-DC 컨버터(10)로부터 공급되는 전원에 의해 구동되면서 운전자의 시야 확보를 위한 조명을 제공하도록 구성된다.
상기 DC-DC 컨버터(10)는 해당 차량의 배터리로부터 차량용 직류 전압을 입력받은 후 차량용 전압 보다 높거나 낮은 직류 전압을 생성하도록 이루어지되, 구동을 위한 LED 램프(30)의 개수에 맞춰 출력 전압을 정한 후 그 출력 전압이 일정하게 유지되게 작용하도록 구성된다.
상기 마이크로컨트롤러(20)는 일반적인 CPU(Central Processor Unit) 기능을 수행함과 아울러, 상기 LED 램프(30)를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하기 위한 PWM 제어부(22) 및, 상기 LED 램프(30) 전압 변화를 디지털 값으로 변환해 주는 ADC(ADC(Analog to Digital Converter) 포트(24)를 포함하여 구성되며, 또한 상기 DC-DC Converter(10)의 조절을 위한 GPIO 기능도 추가로 내장되어 구성된다.
본 발명에서, 상기 마이크로컨트롤러(20)는 상기 LED 램프(30)의 순방향 전압을 체크하여 LED의 쇼트 여부를 판단하는 기능을 수행하며, 그에 따라 상기 DC-DC 컨버터(10)를 출력전압을 조절하여 상기 LED 램프(30)가 동일한 밝기를 유지할 수 있도록 제어신호를 발생시키도록 구성된다.
한편, 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템의 구성을 나타내는 회로도로서, 본 발명의 변형예에 따라, 상기 LED 램프(30) 및 마이크로컨트롤러(20) 사이에는 OPAMP(40)가 추가로 구비되어 구성된다.
상기 OPAMP(40)는 일반적으로 전압을 증폭시키는 용도로 주로 사용되지만, 회로 구성에 따라 attenuator로 동작시킬 수 있으며, 본 발명의 변형예에서 상기 OPAMP(40)는 attenuator로 구성되어 제공된다.
상기 OPAMP(40)는 상술한 attenuator 기능을 매개로 상기 LED 램프(30)의 쇼트 발생 여부를 감지하는 기능을 수행하도록 이루어진다.
이어, 상기 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 DC-DC Converter(10)는 해당 차량의 배터리로부터의 입력전압을 상기 LED 램프(30)의 구동을 위한 특정 전압으로 변환하여 출력시키게 되며, 이에 상기 DC-DC 컨버터(10)로부터의 전압 공급에 따라, 상기 LED 램프(30)의 모든 LED(LED 1 내지 LED N)들이 구동되면서 발광이 이루어지게 된다.
이때, 상기 LED 램프(30)의 밝기는 DC-DC 컨버터(10)로부터의 출력전압 조절을 통해 제어가 가능함과 아울러, LED 램프(30)의 사용 개수도 조절될 수 있게 된다.
또, 상기 DC-DC 컨버터(10)로부터의 출력전압은 상기 마이크로컨트롤러(20)의 구동전압으로도 사용될 수 있게 된다.
한편, 상기 마이크로컨트롤러(20)에 내장된 ADC 포트(24)에서는 상기 LED 램프(30)의 순방향 전압을 체크하게 되는데, 상기 LED 램프(30)는 동일한 순방향 전압을 가지고 있으므로, 이를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러(20)는 상기 LED 램프(30)의 쇼트 여부 및 개수 등을 파악할 수가 있게 된다.
이에, 상기 마이크로컨트롤러(20)는 소정 LED 램프(30)의 쇼트 발생이 감지되면, 그에 맞춰 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력전압이 조절되도록 제어신호를 인가함에 따라, 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력전압이 조절되면서, 상기 LED 램프(30)로부터의 광원이 동일한 밝기로 제공될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 다수 개의 LED 램프(30) 중, 정상적인 LED 램프는 계속하여 동작이 이루어지면서 전체적으로 동일한 밝기를 유지할 수가 있게 되며, 또한 LED 램프 측으로의 과전압 인가에 따른 파손도 방지될 수가 있게 된다.
본 발명의 변형예에 있어서는, 상기 DC-DC 컨버터(10)로부터의 전압 공급에 따라, 다수 개 LED 램프(30)의 동작이 이루어짐과 아울러, 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력전압에 의해 동작되는 상기 마이크로컨트롤러(20) 및 OPAMP(40)에서는 상기 마이크로컨트롤러(20)에 내장된 ADC 포트(24) 및 상기 OPAMP(40)의 attenuator 회로를 통해 상기 LED 램프(30)의 순방향 전압을 체크하게 된다.
이때, 상기 마이크로컨트롤러(20)의 ADC 포트(24) 뿐만 아니라 OPAMP(40)의 attenuator 회로를 사용함에 따라, 상기 LED 램프(30)가 모두 쇼트상태가 되는 경우, 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력전압이 바로 마이크로컨트롤러(20)의 ADC 포트(24)에 인가되면서 ADC 포트(24)가 파손될 수 있는 위험성이 상기 OPAMP(40) attenuator 회로의 전압 강하를 통해 제거될 수 있게 된다.
즉, 상기 OPAMP(40)의 attenuator 회로를 매개로 전압 강하가 이루어지면, 상기 ADC 포트(24)의 측정 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 측정이 이루어질 수 있게 되며, 상기 마이크로컨트롤러(20)는 상기 LED 램프(30)의 순방향 전압 측정 결과가 기준 전압 값을 벗어나는 경우, 상기 PWM 제어부(22)의 출력을 이용하여 상기 LED 램프(30)가 오프(OFF) 되도록 제어를 행하게 된다.
한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 수정 발명들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다.
10: DC-DC 컨버터, 20: 마이크로컨트롤러,
22: PWM 제어부, 24: ADC 포트,
30: LED 램프, 40:OPAMP.

Claims (3)

  1. 차량의 배터리로부터 입력되는 차량용 직류전압을 입력받은 후 차량용 전압 보다 높거나 낮은 직류 전압을 생성하되, 구동시키고자 하는 LED 램프 개수에 맞춰 출력전압을 정한 후 그 출력 전압이 일정하게 유지되도록 하여 다수 개의 LED 램프 측으로 출력시키는 DC-DC 컨버터와;
    다수 개의 엘이디(LED)가 직렬로 연결된 상태로 제공되어, 상기 DC-DC 컨버터로부터의 출력전압에 의해 동작되면서 차량 내 조명을 제공하는 LED 램프 및;
    상기 DC-DC 컨버터로부터의 출력전압을 구동전압으로 사용하여 동작되는 것으로, 상기 LED 램프와 연결되어 상기 LED 램프의 순방향 전압을 체크하여 LED의 쇼트 여부를 판단하고, 그에 따라 상기 DC-DC 컨버터의 출력전압을 조절하여 상기 LED 램프가 동일한 밝기를 유지할 수 있도록 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하여 구성되되;
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 LED 램프의 PWM 제어를 위한 PWM 제어부 및, 상기 LED 램프 전압 변화를 디지털 값으로 변환해 주는 ADC 포트를 구비하며, 상기 DC-DC 컨버터의 조절을 위한 GPIO 기능도 내장되어 구성되고;
    상기 LED 램프 및 마이크로컨트롤러 사이에는 OPAMP가 구비되어, 상기 OPAMP의 attenuator 기능을 매개로 LED 램프의 쇼트 발생이 감지되도록 구성되며, 이에 상기 LED 램프가 모두 쇼트상태가 되는 경우, 상기 DC-DC 컨버터의 출력전압이 바로 마이크로컨트롤러의 ADC 포트에 인가되면서 상기 OPAMP의 attenuator 회로를 매개로 전압 강하가 이루어져, 상기 ADC 포트의 측정 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 측정이 이루어질 수 있게 되며, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 LED 램프의 순방향 전압 측정 결과가 기준 전압 값을 벗어나는 경우, 상기 PWM 제어부의 출력을 이용하여 상기 LED 램프가 오프(OFF) 되게 제어를 행하도록 이루어진 것;을 특징으로 하는 차량용 직렬 엘이디 램프 고장 감지 후 엘이디 램프 밝기 유지 시스템.
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