KR102150267B1 - Fail safe apparatus of led for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED(Light Emitting Module) 모듈의 온도에 따른 온도보상전압을 입력하는 온도보상전압 입력부, LED 모듈의 전류 기울기를 결정하기 위한 기울기조정전압을 입력하는 기울기조정전압 입력부, 온도보상전압과 기울기조정전압의 차 성분을 증폭하여 제1 출력전압을 출력하는 제1 차분기, LED 모듈의 휘도에 대응되는 기준전류를 설정하기 위한 휘도결정전압을 입력하는 휘도결정전압 입력부, 제1 출력전압과 상기 휘도결정전압의 차 성분을 증폭하여 제2 출력전압을 출력하는 제2 차분기 및 LED 모듈의 전류 최소값을 설정하기 위해 제2 출력전압을 제한하여 최종 출력전압을 LED 제어모듈로 인가하는 전압 제한부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a temperature compensation voltage input unit for inputting a temperature compensation voltage according to the temperature of the LED (Light Emitting Module) module, a slope adjustment voltage input unit for inputting a slope adjustment voltage for determining the current slope of the LED module, and temperature compensation voltage and slope A first differential branch that amplifies the difference component of the adjustment voltage to output a first output voltage, a luminance determination voltage input unit that inputs a luminance determination voltage for setting a reference current corresponding to the luminance of the LED module, the first output voltage and the A voltage limiter that amplifies the difference component of the luminance determining voltage and applies the final output voltage to the LED control module by limiting the second output voltage to set the minimum current value of the LED module and the second branch that outputs the second output voltage. It characterized in that it includes.

Figure R1020140115995
Figure R1020140115995

Description

차량용 ＬＥＤ 고장 보호 장치{FAIL SAFE APPARATUS OF LED FOR VEHICLE}Vehicle LED failure protection device {FAIL SAFE APPARATUS OF LED FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 LED 고장 보호 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2채널 차분기를 이용하여 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 기능을 구현한 차량용 LED 고장 보호 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle LED failure protection device, and more particularly, to a vehicle LED failure protection device implementing the LED failure protection function of a vehicle exterior lamp using a two-channel differential.

자동차용 외장램프에서 기존 할로겐 전구를 대신하여 LED(Light Emitting Diode)가 일반화되고 있다. LED의 양단에 인가되는 Forward(Vf)와 색도, 휘도 등은 대표적인 편차를 가지는 인자로서, 그 특성 범위에 따라 그룹핑해 놓은 것을 BIN이라 한다. 특히, 휘도 BIN은 광량을 결정짓는 매우 중요한 특성이다. In automotive exterior lamps, LED (Light Emitting Diode) is becoming more common in place of the existing halogen bulb. Forward(Vf) applied to both ends of LED, chromaticity, luminance, etc. are factors that have typical deviations, and grouped according to their characteristic range is called BIN. In particular, the luminance BIN is a very important characteristic that determines the amount of light.

휘도 BIN은 총 6가지 중에서 수율과 단가를 고려하여 통상 2~3개가 선택될 수 있다. 예를 들어 2개의 휘도 BIN이 선택되면, 각 휘도 BIN별로 LDM(LED Drive Module)에서 다른 전류를 LED에 공급해야 동일한 광량을 낼 수 있다. 즉, LAM(LED Assembly Module)도 2가지로 제작되지만, LDM도 2가지로 제작된다. 그 결과, LDM과 LAM을 조립하는 공정 중에, 작업자의 실수 등으로 이들이 서로 매칭되게 조립되지 않으면 출력 광량이 다르게 될 수 있기 있으므로, 이를 방지하기 위한 여러 가지 아이디어가 도출되고 있다. 종래에는 커넥터 색깔을 다르게 하거나 커넥터 핀수를 다르게 하여 이들이 조립되지 않도록 하는 방법이 사용된다. Two to three luminance BINs can be selected from a total of six in consideration of yield and unit cost. For example, if two luminance BINs are selected, the same amount of light can be emitted by supplying different currents to the LEDs from the LED Drive Module (LDM) for each luminance BIN. That is, LAM (LED Assembly Module) is also manufactured in two types, but LDM is also manufactured in two types. As a result, during the process of assembling the LDM and LAM, if they are not assembled to match each other due to an operator's error, etc., the amount of output light may be different, and various ideas for preventing this have been derived. Conventionally, different connector colors or different connector pin counts are used to prevent them from being assembled.

또한 고광량/고전력의 LED 적용이 늘어남에 따라 방열과 고온 조건의 LED 전류제어 보호 기능이 필요로 하게 되었다. 대부분 LED의 junction 온도 한계는 125℃~160℃ 수준으로, 방열구조의 고장이나 열전도 재질의 노화에 따라 LED의 온도는 급격히 증가하게 되며, 이 경우 LED는 내구성능을 만족하지 못하고 열화 및 소손되는 경우가 발생하게 된다. 그러므로, LED에는 LED가 정상범위 이상의 고온영역에 진입했을 때 소손한계까지 방치되지 않도록 전류를 감소시켜 내구성능을 만족시키는 고장 보호(fail safety) 기능이 구현되어야 한다. In addition, as the application of high-intensity/high-power LEDs increases, it is necessary to provide protection for heat dissipation and LED current control under high temperature conditions. The junction temperature limit of most LEDs is 125℃~160℃, and the temperature of the LED increases rapidly due to the failure of the heat dissipation structure or the aging of the heat-conducting material. In this case, the LED does not meet the durability performance and deteriorates and burns Occurs. Therefore, the LED should be implemented with a fail safety function that satisfies durability by reducing the current so as not to be left to the burnout limit when the LED enters the high temperature region above the normal range.

이를 위해 종래에는 MCU(Micro Controller Unit)가 상기한 고장 보호 기능을 구현하고 있다. 그러나, 종래의 MCU는 상대적으로 매우 고가의 소자로서 차량용 외장램프의 생산비를 크게 증가시키고, 생산 공정을 복잡하게 하는 한 원인이 되었다. For this, conventionally, a microcontroller unit (MCU) implements the above-described failure protection function. However, the conventional MCU is a relatively very expensive device, which greatly increases the production cost of an external lamp for a vehicle and complicates the production process.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0037674호(2011.04.13)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2011-0037674 (2011.04.13).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 2채널 차분기를 이용하여 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 기능을 구현한 차량용 LED 고장 보호 장치를 제공하는 것이다. The present invention was invented to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle LED failure protection device implementing a function of protecting an LED failure of an exterior lamp for a vehicle using a two-channel differential.

본 발명의 다른 목적은 차량용 외장 램프의 LED에 대한 내구성능을 만족하고 고온으로 인한 열화 및 소손을 방지하는 차량용 LED 고장 보호 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an LED failure protection device for a vehicle that satisfies the durability for LED of an exterior lamp for a vehicle and prevents deterioration and burnout due to high temperature.

본 발명의 또 다른 목적은 고가의 고장 보호용 MCU를 대체할 수 있어 차량용 LED의 생산비를 크게 절감할 수 있도록 한 차량용 LED 고장 보호 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vehicle LED failure protection device capable of significantly reducing the production cost of vehicle LEDs by replacing expensive MCUs for failure protection.

본 발명의 또 다른 목적은 고장 보호용 MCU를 대체하여 생산시 소프트웨어 설계 공정, 라이팅 공정 및 검수 공정을 제외하여 생산 공정을 단순화시킬 수 있도록 한 차량용 LED 고장 보호 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a vehicle LED failure protection device capable of simplifying the production process by excluding the software design process, the writing process and the inspection process during production by replacing the fault protection MCU.

본 발명의 일 측면에 따른 차량용 LED 고장 보호 장치는 LED(Light Emitting Module) 모듈의 온도에 따른 온도보상전압을 입력하는 온도보상전압 입력부; 상기 LED 모듈의 전류 기울기를 결정하기 위한 기울기조정전압을 입력하는 기울기조정전압 입력부; 상기 온도보상전압과 상기 기울기조정전압의 차 성분을 증폭하여 제1 출력전압을 출력하는 제1 차분기; 상기 LED 모듈의 휘도에 대응되는 기준전류를 설정하기 위한 휘도결정전압을 입력하는 휘도결정전압 입력부; 상기 제1 출력전압과 상기 휘도결정전압의 차 성분을 증폭하여 제2 출력전압을 출력하는 제2 차분기; 및 상기 LED 모듈의 전류 최소값을 설정하기 위해 상기 제2 출력전압을 제한하여 최종 출력전압을 LED 제어모듈로 인가하는 전압 제한부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vehicle LED failure protection device according to an aspect of the present invention includes a temperature compensation voltage input unit for inputting a temperature compensation voltage according to the temperature of the LED (Light Emitting Module) module; A slope adjustment voltage input unit for inputting a slope adjustment voltage for determining a current slope of the LED module; A first difference branch configured to amplify a difference component between the temperature compensation voltage and the slope adjustment voltage to output a first output voltage; A luminance determination voltage input unit for inputting a luminance determination voltage for setting a reference current corresponding to the luminance of the LED module; A second difference branch configured to amplify a difference component between the first output voltage and the luminance determining voltage to output a second output voltage; And a voltage limiter configured to limit the second output voltage and apply a final output voltage to the LED control module in order to set the minimum current value of the LED module.

본 발명에서, 상기 온도보상전압 입력부는 전원 전압을 분배하여 상기 온도보상전압을 형성하고 상기 온도보상전압을 상기 제1 차분기의 반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the temperature compensation voltage input unit is characterized in that the power supply voltage is distributed to form the temperature compensation voltage, and the temperature compensation voltage is input to an inversion terminal of the first differential branch.

본 발명에서, 상기 온도보상전압 입력부는 직렬로 연결되는 제1 저항 및 NTC(Negative temperature coefficient) 저항을 포함하되, 상기 제1 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 NTC 저항에 연결되며, 상기 NTC 저항 일측이 상기 제1 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈의 온도에 따라 증감되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the temperature compensation voltage input unit includes a first resistor and a negative temperature coefficient (NTC) resistor connected in series, wherein one side of the first resistor is connected to a power source and the other side is connected to the NTC resistor, and the One side of the NTC resistor is connected to the first resistor and the other side is connected to the ground to increase or decrease according to the temperature of the LED module.

본 발명에서, 상기 기울기조정전압 입력부는 전원 전압을 분배하여 상기 기울기조정전압을 형성하고 상기 기울기조정전압을 상기 제1 차분기의 비반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the slope adjustment voltage input unit distributes a power supply voltage to form the slope adjustment voltage and inputs the slope adjustment voltage to a non-inverting terminal of the first differential branch.

본 발명에서, 상기 기울기조정전압 입력부는 직렬로 연결되는 제2 저항 및 R_커브 저항을 포함하되, 상기 제2 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 R_커브 저항에 연결되며, 상기 R_커브 저항은 일측이 상기 제2 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈에 설정된 온도 변곡점에 따라 기 설정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the slope adjustment voltage input unit includes a second resistor and an R_ curve resistor connected in series, wherein one side of the second resistor is connected to a power source and the other side is connected to the R_ curve resistor, and the R The _curve resistance is characterized in that one side is connected to the second resistor and the other side is connected to ground, and is preset according to a temperature inflection point set in the LED module.

본 발명에서, 상기 휘도결정전압 입력부는 전원 전압을 분배하여 상기 휘도결정전압을 형성하고 상기 휘도결정전압을 상기 제2 차분기의 비반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the luminance determining voltage input unit distributes a power supply voltage to form the luminance determining voltage and inputs the luminance determining voltage to a non-inverting terminal of the second secondary branch.

본 발명에서, 상기 휘도결정전압 입력부는 직렬로 연결되는 제3 저항 및 BIN 저항을 포함하되, 상기 제3 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 BIN 저항에 연결되며, 상기 BIN 저항은 일측이 상기 제3 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈의 휘도 설정을 위해 기 설정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the luminance determining voltage input unit includes a third resistor and a BIN resistor connected in series, wherein one side of the third resistor is connected to a power source and the other side is connected to the BIN resistor, and the BIN resistance is one side It is characterized in that it is connected to the third resistor and the other side is connected to the ground to be preset to set the brightness of the LED module.

본 발명에서, 상기 전압제한부는 상기 제2 차분기의 출력단과 상기 LED 제어모듈 사이에 직렬로 연결되는 제3 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the voltage limiting unit is characterized in that it includes a third resistor connected in series between the output terminal of the second branch and the LED control module.

본 발명은 2채널 차분기를 이용하여 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 기능을 구현함으로서, 차량용 외장 램프의 LED에 대한 내구성능을 만족하고 고온으로 인한 열화 및 소손을 방지할 수 있다. In the present invention, by implementing the LED failure protection function of the exterior lamp for a vehicle by using a two-channel differential, it is possible to satisfy the durability of the LED of the exterior lamp for a vehicle and prevent deterioration and burnout due to high temperature.

본 발명은 고가의 고장 보호용 MCU를 대체하여 차량용 외장램프의 생산비를 크게 절감할 수 있고, 생산시 소프트웨어 설계 공정, 라이팅 공정 및 검수 공정 등을 제외하여 생산 공정을 단순화시킬 수 있도록 한다.
The present invention can significantly reduce the production cost of an external lamp for a vehicle by replacing an expensive fault protection MCU, and simplify the production process by excluding the software design process, the writing process, and the inspection process during production.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치의 회로도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치의 온도에 따른 LED 전류 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a circuit diagram of an LED failure protection device for an exterior lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a change in LED current according to the temperature of an LED failure protection device of an exterior lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, a device for protecting an LED failure of an external lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, thicknesses of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치의 회로도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치의 온도에 따른 LED 전류 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a circuit diagram of an LED failure protection device for an external lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a change in LED current according to the temperature of the LED failure protection device for an external lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention. This is the graph shown.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 장치는 온도보상전압 입력부(10), 기울기조정전압 입력부(20), 제1 차분기(30), 휘도결정전압 입력부(40), 제2 차분기(50) 및 전압 제한부(60)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the LED failure protection device of an external lamp for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a temperature compensation voltage input unit 10, a slope adjustment voltage input unit 20, a first difference branch 30, and a luminance determining voltage. It includes an input unit 40, a second difference branch 50, and a voltage limiting unit 60.

먼저 온도보상전압 입력부(10)는 LED(Light Emitting Module) 모듈(미도시)의 온도에 따른 온도보상전압(V1B)을 입력하는 것으로서, 전원 전압(V1)으로부터 공급되는 전압을 분배하여 온도보상전압(V1B)을 형성하고, 이 온도보상전압을 제1 차분기(30)의 반전 단자로 입력한다. First, the temperature compensation voltage input unit 10 inputs a temperature compensation voltage (V1B) according to the temperature of an LED (Light Emitting Module) module (not shown), and distributes the voltage supplied from the power supply voltage (V1) to provide a temperature compensation voltage. (V1B) is formed, and this temperature compensation voltage is input to the inverting terminal of the first differential branch 30.

이를 위해 온도보상전압 입력부(10)는 직렬로 연결되는 제1 저항(R1) 및 NTC 저항(R_NTC)을 포함하고, 제1 저항(R1)은 일측이 전원 전압(V1)과 연결되고 타측이 NTC 저항(R_NTC)에 연결되며, NTC(Negative temperature coefficient) 저항(R_NTC)은 일측이 제1 저항(R1)과 연결되고 타측이 접지와 연결된다. To this end, the temperature compensation voltage input unit 10 includes a first resistor R1 and an NTC resistor R_NTC connected in series, and the first resistor R1 is connected to the power supply voltage V1 and the other is NTC. It is connected to the resistor R_NTC, and the negative temperature coefficient (NTC) resistor R_NTC has one side connected to the first resistor R1 and the other side connected to the ground.

특히, NTC 저항(R_NTC)은 상기한 바와 같이 제1 저항(R1)과 직렬 연결되어 그 분배 전압으로서의 온도보상전압(V1B)을 출력하는데, LED 모듈에 설치되어 LED 모듈의 온도에 따라 그 저항값이 증감하게 된다. 이 경우 NTC 저항(R_NTC)의 저항값은 LED 모듈의 온도와 반비례하여 LED 모듈의 온도가 증가하면 감소하고 LED 모듈의 온도가 감소하면 증가하게 된다. 그 결과, 온도보상전압(V1B)은 LED 모듈의 온도에 따른 NTC 저항(R_NTC)의 저항값에 의해 증감하게 된다. 따라서, 상기한 NTC 저항(R_NTC)의 B-Constant값(상수값)은 LED 모듈에 인가되는 전류의 전류 변곡점을 조절할 수 있도록 설계자에 의해 사전에 설정된다. In particular, the NTC resistor (R_NTC) is connected in series with the first resistor (R1) as described above to output a temperature compensation voltage (V1B) as its divided voltage, which is installed in the LED module and its resistance value according to the temperature of the LED module. This will increase or decrease. In this case, the resistance value of the NTC resistance (R_NTC) is inversely proportional to the temperature of the LED module, and decreases when the temperature of the LED module increases, and increases when the temperature of the LED module decreases. As a result, the temperature compensation voltage V1B is increased or decreased by the resistance value of the NTC resistance R_NTC according to the temperature of the LED module. Therefore, the B-Constant value (constant value) of the NTC resistor R_NTC is previously set by the designer so that the current inflection point of the current applied to the LED module can be adjusted.

여기서, 통상적으로 LED 모듈의 온도에 따른 NTC 저항(R_NTC)의 저항값은 R0×EXP[B×{(1/T)-(1-T0)}]으로 계산되어지고, T는 현재온도를 나타내며 T0는 상온(25℃)을 나타낸다. 또한, R0 및 B 는 상수값으로서 NTC 저항(R_NTC) 제작시 사전에 설정된다. Here, in general, the resistance value of the NTC resistance (R_NTC) according to the temperature of the LED module is calculated as R 0 ×EXP[B×{(1/T)-(1-T 0 )}], where T is the current temperature. And T 0 represents room temperature (25°C). In addition, R 0 and B are constant values and are set in advance when the NTC resistor (R_NTC) is manufactured.

기울기조정전압 입력부(20)는 LED 모듈의 기울기를 결정하기 위한 기울기조정전압(V1A)을 입력하는 것으로서, 전원의 전원 전압(V1)을 분배하여 기울기조정전압(V1A)을 형성하고 형성된 기울기조정전압(V1A)을 제1 차분기(30)의 비반전 단자로 입력한다. The slope adjustment voltage input unit 20 inputs a slope adjustment voltage (V1A) to determine the slope of the LED module, and forms a slope adjustment voltage (V1A) by distributing the power supply voltage (V1) of the power supply and the formed slope adjustment voltage. (V1A) is input to the non-inverting terminal of the first differential branch 30.

이러한 기울기조정전압 입력부(20)는 직렬로 연결되는 제2 저항(R2) 및 R_커브 저항(R_CURVE)을 포함하되, 제2 저항(R2)은 일측이 전원 전압(V1)과 연결되고 타측이 R_커브 저항(R_CURVE)에 연결되며, R_커브 저항(R_CURVE)은 일측이 제2 저항(R2)과 연결되고 타측이 접지와 연결된다. The slope adjustment voltage input unit 20 includes a second resistor R2 and R_curve resistor R_CURVE connected in series, but the second resistor R2 has one side connected to the power voltage V1 and the other side It is connected to the R_curve resistor R_CURVE, and one side of the R_curve resistor R_CURVE is connected to the second resistor R2 and the other side is connected to the ground.

특히, R_커브 저항(R_CURVE)은 상기한 바와 같이 제2 저항(R2)과 직렬 연결되어 그 분배 전압으로서의 기울기조정전압(V1A)을 출력하는데, R_커브 저항(R_CURVE)의 저항값은 LED 모듈의 전류 변곡점을 결정하기 위해 사전에 설정된다. 여기서, R_커브 저항(R_CURVE)이 사전에 설정되는 바, 기울기조정전압(V1A)은 항상 일정하다. In particular, the R_curve resistance (R_CURVE) is connected in series with the second resistor (R2) as described above to output the slope adjustment voltage (V1A) as the divided voltage, and the resistance value of the R_curve resistance (R_CURVE) is LED It is preset to determine the current inflection point of the module. Here, since the R_curve resistance R_CURVE is set in advance, the slope adjustment voltage V1A is always constant.

제1 차분기(30)는 반전 단자가 온도보상전압 입력부(10)와 연결되고 비반전 단자가 기울기조정전압 입력부(20)와 연결되며, 출력단이 제2 차분기(50)의 반전 단자와 연결된다. The first difference branch 30 has an inverting terminal connected to the temperature compensation voltage input unit 10, a non-inverting terminal connected to the slope adjustment voltage input unit 20, and the output terminal connected to the inverting terminal of the second difference branch 50 do.

이에, 제1 차분기(30)는 온도보상전압 입력부(10)의 온도보상전압(V1B)과 기울기조정전압 입력부(20)의 기울기조정전압(V1A)을 반전 단자 및 비반전 단자로 각각 입력받아 온도보상전압(V1B)과 기울기조정전압(V1A)의 차 성분을 증폭하여 제1 출력전압(V1_Out)을 출력하고, 이 제1 출력전압(V1_Out)을 제2 차분기(50)의 반전 단자로 입력한다. Accordingly, the first difference branch 30 receives the temperature compensation voltage V1B of the temperature compensation voltage input unit 10 and the slope adjustment voltage V1A of the slope adjustment voltage input unit 20 through an inverting terminal and a non-inverting terminal, respectively. The difference between the temperature compensation voltage (V1B) and the slope adjustment voltage (V1A) is amplified to output the first output voltage (V1_Out), and this first output voltage (V1_Out) to the inverting terminal of the second difference branch 50 Enter.

여기서, 제1 차분기(30)의 제1 출력전압(V1_Out)은 상기한 온도보상전압(V1B)과 기울기조정전압(V1A)의 크기에 따라 결정된다. 제1 차분기(30)의 입출력 관계는 다음과 같다.Here, the first output voltage V1_Out of the first difference branch 30 is determined according to the magnitudes of the temperature compensation voltage V1B and the slope adjustment voltage V1A. The input/output relationship of the first difference branch 30 is as follows.

V1_Out= V1A-V1B (if V1A > V1B) V1_Out= V1A-V1B (if V1A> V1B)

V1_Out= 0 (if V1A = V1B)V1_Out= 0 (if V1A = V1B)

즉, 기울기조정전압(V1A)이 온도보상전압(V1B) 보다 크면 제1 출력전압(V1_Out)은 V1A-V1B[V]이고, 기울기조정전압(V1A)이 온도보상전압(V1B)과 같으면 제1 출력전압(V1_Out)은 0[V]이다.That is, if the slope adjustment voltage (V1A) is greater than the temperature compensation voltage (V1B), the first output voltage (V1_Out) is V1A-V1B[V], and when the slope adjustment voltage (V1A) is the same as the temperature compensation voltage (V1B), the first The output voltage (V1_Out) is 0[V].

휘도결정전압 입력부(40)는 LED 모듈의 기준전류를 설정하기 위한 휘도 BIN 구분용 휘도결정전압을 입력하는 것으로서, 전원 전압(V1)으로부터 공급되는 전압을 분배하여 휘도결정전압을 형성하고 이 휘도결정전압을 제2 차분기(50)의 비반전 단자로 입력한다. The luminance determination voltage input unit 40 inputs a luminance determination voltage for classifying luminance BINs for setting the reference current of the LED module, and forms a luminance determination voltage by distributing the voltage supplied from the power supply voltage V1 and determines the luminance. The voltage is input to the non-inverting terminal of the second differential branch 50.

이러한 휘도결정전압 입력부(40)는 직렬로 연결되는 제3 저항(R3) 및 BIN 저항(R_BIN)을 포함하되, 제3 저항(R3)은 일측이 전원 전압(V1)과 연결되고 타측이 BIN 저항(R_BIN)에 연결되며, BIN 저항(R_BIN)은 일측이 제3 저항(R3)과 연결되고 타측이 접지와 연결된다. The luminance determining voltage input unit 40 includes a third resistor R3 and a BIN resistor R_BIN connected in series, but the third resistor R3 is connected to the power supply voltage V1 and the other is a BIN resistor. It is connected to (R_BIN), and one side of the BIN resistance R_BIN is connected to the third resistor R3 and the other side is connected to the ground.

특히, BIN 저항(R_BIN)은 LED 모듈의 휘도 BIN 구분을 위해 설계자 등에 의해 사전에 설정된다.In particular, the BIN resistance (R_BIN) is set in advance by a designer or the like to classify the luminance BIN of the LED module.

제2 차분기(50)는 반전 단자가 상기한 제1 차분기(30)의 출력단과 연결되고 비반전 단자가 휘도결정전압 입력부(40)와 연결되며 출력단이 전압 제한부(60)와 연결된다. The second difference branch 50 has an inverting terminal connected to the output terminal of the first difference branch 30, a non-inverting terminal connected to the luminance determining voltage input unit 40, and the output terminal connected to the voltage limiting unit 60. .

이에 제2 차분기(50)는 제1 차분기(30)의 제1 출력전압(V1_Out)과 휘도결정전압 입력부(40)의 휘도결정전압을 비반전 단자와 반전 단자로 각각 입력받고 제1 출력전압(V1_Out)과 휘도결정전압의 차 성분을 증폭하여 제2 출력전압(V2_Out)을 출력한다. 이 제2 출력전압(V2_Out)은 전압 제한부(60)로 입력된다. Accordingly, the second difference branch 50 receives the first output voltage (V1_Out) of the first difference branch 30 and the luminance determination voltage of the luminance determination voltage input unit 40 through the non-inverting terminal and the inverting terminal, respectively, and outputs the first. A second output voltage V2_Out is output by amplifying the difference between the voltage V1_Out and the luminance determining voltage. This second output voltage V2_Out is input to the voltage limiting unit 60.

제2 차분기(50)의 제2 출력전압(V2_Out)은 상기한 온도보상전압(V1B)과 기울기조정전압(V1A)의 크기에 따라 결정된다. 제2 차분기(50)의 입출력 관계는 다음과 같다.The second output voltage V2_Out of the second difference branch 50 is determined according to the magnitudes of the temperature compensation voltage V1B and the slope adjustment voltage V1A. The input/output relationship of the second secondary branch 50 is as follows.

즉, (V1-Vout)/R1 = Vout/BIN + (Vout-V2_Out)/R_LIMIT 이므로, That is, (V1-Vout)/R1 = Vout/BIN + (Vout-V2_Out)/R_LIMIT, so

V1/R1 - Vout/R1 = Vout/BIN + Vout/R_LIMIT- V2_Out/R_LIMIT 과,V1/R1-Vout/R1 = Vout/BIN + Vout/R_LIMIT- V2_Out/R_LIMIT and,

Vout/BIN + Vout/R1 + Vout/R_LIMIT = V1/R1 + V2_Out/R_LIMIT의 과정을 거치면,Vout/BIN + Vout/R1 + Vout/R_LIMIT = V1/R1 + V2_Out/R_LIMIT,

(1/BIN + 1/R1 + 1/R_LIMIT) x Vout = V1/R1 + V2_Out/R_LIMIT(1/BIN + 1/R1 + 1/R_LIMIT) x Vout = V1/R1 + V2_Out/R_LIMIT

이 된다.Becomes.

또한, V2_Out = Vout - V1_Out (단, Vout > V1_Out)이다. In addition, V2_Out = Vout-V1_Out (however, Vout> V1_Out).

상기한 수학식에 따르면, According to the above equation,

(1/BIN+1/R1+1/R_LIMIT)×Vout=V1/R1+(Vout-V1_Out)/R_LIMIT 이므로, (1/BIN+1/R1+1/R_LIMIT)×Vout=V1/R1+(Vout-V1_Out)/R_LIMIT

(1/BIN+1/R1+1/R_LIMIT)xVout-Vout/R_LIMIT=V1/R1-V1_Out/R_LIMIT, (1/BIN+1/R1+1/R_LIMIT)xVout-Vout/R_LIMIT=V1/R1-V1_Out/R_LIMIT,

(1/BIN+1/R1)xVout=V1/R1-V1_Out/R_LIMIT 이므로,(1/BIN+1/R1)xVout=V1/R1-V1_Out/R_LIMIT, so

Vout=(V1/R1-V1_Out/R_LIMIT)/(1/BIN+1/R1)Vout=(V1/R1-V1_Out/R_LIMIT)/(1/BIN+1/R1)

이 된다. Becomes.

한편, 본 실시예에서 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)의 저항값은 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the resistance values of the first resistor R1, the second resistor R2, and the third resistor R3 may be equally applied.

마지막으로, 전압 제한부(60)는 LED 모듈의 전류 최소값을 설정하기 위해 제2 출력전압(V2_Out)을 제한하여 최종 출력전압(VOut)을 LED 제어모듈로 인가하는 것으로서, 제2 차분기(50)의 출력단과 LED 제어모듈 사이에 직렬로 연결되는 제3 저항(R3)이 포함될 수 있다. Lastly, the voltage limiting unit 60 limits the second output voltage V2_Out to set the minimum current value of the LED module and applies the final output voltage VOut to the LED control module. A third resistor R3 connected in series between the output terminal of) and the LED control module may be included.

이에, LED 제어모듈은 상기한 제3 저항(R3)으로부터 출력된 최종 출력전압(VOut)에 따라 LED 모듈로 인가되는 전류를 제어한다. Accordingly, the LED control module controls the current applied to the LED module according to the final output voltage VOut output from the third resistor R3.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 고장 보호 장치의 동작 과정은 다음과 같다. That is, the operation process of the vehicle LED failure protection device according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, LED 제어 모듈이 LED 모듈에 전류를 공급하여 LED 모듈을 구동시키는 과정에서, 온도보상전압 입력부(10)는 LED 모듈의 온도에 따라 전원 전압(V1)을 분배하여 온도보상전압(V1B)을 제1 차분기(30)의 반전 단자로 입력한다. First, in the process of driving the LED module by the LED control module supplying current to the LED module, the temperature compensation voltage input unit 10 distributes the power supply voltage (V1) according to the temperature of the LED module to provide the temperature compensation voltage (V1B). Input to the inverting terminal of the first differential branch 30.

아울러, 기울기조정전압 입력부(20)는 전원 전압(V1)을 분배하여 기울기조정전압(V1A)을 제1 차분기(30)의 비반전 단자로 입력한다. In addition, the slope adjustment voltage input unit 20 distributes the power voltage V1 and inputs the slope adjustment voltage V1A to the non-inverting terminal of the first differential branch 30.

제1 차분기(30)는 반전 단자 및 비반전 단자로 각각 입력된 온도보상전압(V1B)과 기울기조정전압(V1A)의 차 성분을 증폭하여 제2 차분기(50)의 반전 단자로 입력한다.The first difference branch 30 amplifies the difference between the temperature compensation voltage V1B and the slope adjustment voltage V1A input to the inverting terminal and the non-inverting terminal, respectively, and inputs it to the inverting terminal of the second difference branch 50. .

또한, 휘도결정전압 입력부(40)는 전원 전압(V1)을 분배하여 휘도 BIN 구분을 위한 휘도결정전압을 제2 차분기(50)의 비반전 단자로 입력한다. In addition, the luminance determining voltage input unit 40 distributes the power supply voltage V1 and inputs a luminance determining voltage for classifying the luminance BIN to a non-inverting terminal of the second differential branch 50.

이에 따라, 제2 차분기(50)는 반전 단자 및 비반전 단자로 각각 입력된 제1 출력전압(V1_Out)과 휘도결정전압의 차 성분을 증폭하여 제2 출력전압(V2_Out)을 전압 제한부(60)로 입력한다. Accordingly, the second difference branch 50 amplifies the difference between the first output voltage V1_Out and the luminance determining voltage, respectively input to the inverting terminal and the non-inverting terminal, and converts the second output voltage V2_Out to a voltage limiting unit ( Enter 60).

전압 제한부(60)는 제2 차분기(50)의 출력단으로부터 입력된 제2 출력전압(V2_Out)을 제한하여 LED 제어모듈에 입력한다. The voltage limiting unit 60 limits the second output voltage V2_Out input from the output terminal of the second difference branch 50 and inputs it to the LED control module.

여기서, 상기한 온도보상전압 입력부(10)의 NTC 저항(R_NTC)의 B-Constant값, 기울기조정전압 입력부(20)의 R_커브 저항(R_CURVE) 및 휘도결정전압 입력부(40)의 BIN 저항(R_BIN)은 설계하고자 하는 LED 모듈의 전류 변곡점, 전류 기울기 및 최저전류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. Here, the B-Constant value of the NTC resistance (R_NTC) of the temperature compensation voltage input unit 10, the R_ curve resistance (R_CURVE) of the slope adjustment voltage input unit 20, and the BIN resistance of the luminance determination voltage input unit 40 ( R_BIN) can be variously set according to the current inflection point, current slope, and minimum current of the LED module to be designed.

그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 고장 보호 장치는 휘도결정전압 입력부(40)의 BIN 저항(R_BIN)에 의해 기준전류로 유지할 수 있으며, LED 모듈의 방렬구조의 고장이나 열전도 재질의 노화 등에 의해 LED 모듈의 온도가 급변하더라도, 상기한 온도보상전압 입력부(10)의 NTC 저항(R_NTC)의 B-Constant값, 기울기조정전압 입력부(20)의 R_커브 저항(R_CURVE) 및 휘도결정전압 입력부(40)의 BIN 저항(R_BIN)에 의해 전류 변곡점을 조절하고 급격한 전류 변동을 방지하며 최저전류를 유지함으로서, LED 모듈이 소손없이 최소 광량을 유지할 수 있도록 한다. As a result, the vehicle LED failure protection device according to an embodiment of the present invention can be maintained as a reference current by the BIN resistance (R_BIN) of the luminance determining voltage input unit 40, and a failure of the heat shield structure of the LED module or a heat conduction material Even if the temperature of the LED module changes rapidly due to aging, etc., the B-Constant value of the NTC resistance (R_NTC) of the temperature compensation voltage input unit 10, the R_ curve resistance (R_CURVE) of the slope adjustment voltage input unit 20 and the luminance determination By controlling the current inflection point by the BIN resistance (R_BIN) of the voltage input unit 40, preventing rapid current fluctuations, and maintaining the minimum current, the LED module can maintain the minimum amount of light without damage.

아래의 표 1 은 차량용 LED 고장 보호 장치에 적용될 수 있는 각 파라메타의 설정값을 나타낸다. Table 1 below shows the setting values of each parameter that can be applied to the vehicle LED failure protection device.

파라메타별 설정값Setting value for each parameter 파마레타Pamaretta 설정값Setting value 파라메타Parameter 설정값Setting value NTC(25℃)NTC(25℃) 100[Kohm]100[Kohm] NTC(25℃)NTC(25℃) 100[Kohm]100[Kohm] NTC B-ConstantNTC B-Constant 3500[K]3500[K] NTC B-ConstantNTC B-Constant 4500[K]4500[K] V1_OutV1_Out 7[V]7[V] V1_OutV1_Out 7[V]7[V] V2_OutV2_Out 12[V]12[V] V2_OutV2_Out 12[V]12[V] R1R1 10[Kohm]10[Kohm] R1R1 10[Kohm]10[Kohm] R_CURVER_CURVE 6.8[Kohm]6.8[Kohm] V_CURVEV_CURVE 6.8[Kohm]6.8[Kohm] R_LIMITR_LIMIT 4.7[Kohm]4.7[Kohm] _LIMIT_LIMIT 2[Kohm]2[Kohm] BIN(A)BIN(A) 2[Kohm]2[Kohm] BIN(D)BIN(D) 1.4[Kohm]1.4[Kohm] BIN(B)BIN(B) 1.8[Kohm]1.8[Kohm] BIN(E)BIN(E) 1.2[Kohm]1.2[Kohm] BIN(C)BIN(C) 1.6[Kohm]1.6[Kohm] BIN(F)BIN(F) 1[Kohm]1[Kohm]

상기한 바와 같이 각 파라메타가 설정될 경우 도 2 에 도시된 바와 같은 전류 그래프 특성을 얻을 수 있는데, 도 2 를 참조하면, 기준전류와 전류 변곡점, 전류 기울기 및 최저전류 등이 다양하게 조정될 수 있음을 알 수 있다. When each parameter is set as described above, the current graph characteristics as shown in FIG. 2 can be obtained. Referring to FIG. 2, it is understood that the reference current and the current inflection point, the current slope and the minimum current can be variously adjusted. Able to know.

참고로, 도 2 에 나타낸 LED 전류의 변화는 BIN(A)~BIN(F)의 순서로 위에서부터 아래로 차례대로 나타내며, ①,②,③은 LED 모듈의 전류 구간을 나타낸다. For reference, the changes in the LED current shown in FIG. 2 are sequentially indicated from top to bottom in the order of BIN(A) to BIN(F), and ①, ②, and ③ indicate the current section of the LED module.

이와 같은 본 실시예는 2채널 차분기를 이용하여 차량용 외장 램프의 LED 고장 보호 기능을 구현함으로서, 차량용 외장 램프의 LED에 대한 내구성능을 만족하고 고온으로 인한 열화 및 소손을 방지할 수 있다. In this embodiment, by implementing the LED failure protection function of the exterior lamp for a vehicle using a two-channel differential, it is possible to satisfy the durability of the LED of the exterior lamp for a vehicle and prevent deterioration and burnout due to high temperature.

또한 본 실시예는 고가의 고장 보호용 MCU를 대체하여 차량용 외장램프의 생산비를 크게 절감할 수 있고, 생산시 소프트웨어 설계 공정, 라이팅 공정 및 검수 공정 등을 제외하여 생산 공정을 단순화시킬 수 있도록 한다. In addition, this embodiment can significantly reduce the production cost of an external lamp for a vehicle by replacing an expensive fault protection MCU, and simplify the production process by excluding the software design process, the writing process, and the inspection process during production.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 온도보상전압 입력부 20: 기울기조정전압 입력부
30: 제1 차분기 40: 휘도결정전압 입력부
50: 제2 차분기 60: 전압 제한부10: temperature compensation voltage input unit 20: slope adjustment voltage input unit
30: first branch 40: luminance determining voltage input unit
50: second branch 60: voltage limiting unit

Claims (8)

LED(Light Emitting Module) 모듈의 온도에 따른 온도보상전압을 입력하는 온도보상전압 입력부;
상기 LED 모듈의 전류 기울기를 결정하기 위한 기울기조정전압을 입력하는 기울기조정전압 입력부;
상기 온도보상전압과 상기 기울기조정전압의 차 성분을 증폭하여 제1 출력전압을 출력하는 제1 차분기;
상기 LED 모듈의 휘도에 대응되는 기준전류를 설정하기 위한 휘도결정전압을 입력하는 휘도결정전압 입력부;
상기 제1 출력전압과 상기 휘도결정전압의 차 성분을 증폭하여 제2 출력전압을 출력하는 제2 차분기; 및
상기 LED 모듈의 전류 최소값을 설정하기 위해 상기 제2 출력전압을 제한하여 최종 출력전압을 LED 제어모듈로 인가하는 전압 제한부를 포함하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
A temperature compensation voltage input unit for inputting a temperature compensation voltage according to the temperature of the LED (Light Emitting Module) module;
A slope adjustment voltage input unit for inputting a slope adjustment voltage for determining a current slope of the LED module;
A first difference branch configured to amplify a difference component between the temperature compensation voltage and the slope adjustment voltage to output a first output voltage;
A luminance determination voltage input unit for inputting a luminance determination voltage for setting a reference current corresponding to the luminance of the LED module;
A second difference branch configured to amplify a difference component between the first output voltage and the luminance determining voltage to output a second output voltage; And
Vehicle LED failure protection device comprising a voltage limiting unit for applying a final output voltage to the LED control module by limiting the second output voltage to set the minimum current value of the LED module.
제 1 항에 있어서, 상기 온도보상전압 입력부는
전원 전압을 분배하여 상기 온도보상전압을 형성하고 상기 온도보상전압을 상기 제1 차분기의 반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 1, wherein the temperature compensation voltage input unit
Distributing a power supply voltage to form the temperature compensation voltage and inputting the temperature compensation voltage to an inverting terminal of the first differential branch.
제 2 항에 있어서, 상기 온도보상전압 입력부는
직렬로 연결되는 제1 저항 및 NTC(Negative temperature coefficient) 저항을 포함하되,
상기 제1 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 NTC 저항에 연결되며,
상기 NTC 저항 일측이 상기 제1 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈의 온도에 따라 증감되는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 2, wherein the temperature compensation voltage input unit
Including a first resistance and a negative temperature coefficient (NTC) resistance connected in series,
One side of the first resistor is connected to a power source and the other side is connected to the NTC resistor,
One side of the NTC resistor is connected to the first resistor and the other side is connected to the ground to increase or decrease according to the temperature of the LED module.
제 1 항에 있어서, 상기 기울기조정전압 입력부는
전원 전압을 분배하여 상기 기울기조정전압을 형성하고 상기 기울기조정전압을 상기 제1 차분기의 비반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 1, wherein the slope adjustment voltage input unit
Distributing a power voltage to form the slope adjustment voltage, and inputting the slope adjustment voltage to a non-inverting terminal of the first secondary branch.
제 4 항에 있어서, 상기 기울기조정전압 입력부는
직렬로 연결되는 제2 저항 및 R_커브 저항을 포함하되,
상기 제2 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 R_커브 저항에 연결되며,
상기 R_커브 저항은 일측이 상기 제2 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈에 설정된 온도 변곡점에 따라 기 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 4, wherein the slope adjustment voltage input unit
Including a second resistor and R_ curve resistance connected in series,
One side of the second resistor is connected to a power source and the other side is connected to the R_ curve resistor,
The R_ curve resistance is one side connected to the second resistor and the other side connected to the ground, the vehicle LED failure protection device, characterized in that pre-set according to the temperature inflection point set in the LED module.
제 1 항에 있어서, 상기 휘도결정전압 입력부는
전원 전압을 분배하여 상기 휘도결정전압을 형성하고 상기 휘도결정전압을 상기 제2 차분기의 비반전 단자로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 1, wherein the luminance determining voltage input unit
Distributing a power supply voltage to form the luminance determining voltage, and inputting the luminance determining voltage to a non-inverting terminal of the second secondary branch.
제 6 항에 있어서, 상기 휘도결정전압 입력부는
직렬로 연결되는 제3 저항 및 BIN 저항을 포함하되,
상기 제3 저항은 일측이 전원과 연결되고 타측이 상기 BIN 저항에 연결되며,
상기 BIN 저항은 일측이 상기 제3 저항과 연결되고 타측이 접지와 연결되어 상기 LED 모듈의 휘도 설정을 위해 기 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.
The method of claim 6, wherein the luminance determining voltage input unit
Including a third resistor and a BIN resistor connected in series,
One side of the third resistor is connected to a power source and the other side is connected to the BIN resistor,
One side of the BIN resistor is connected to the third resistor and the other side is connected to a ground, so that the LED failure protection device for a vehicle is set in advance to set the brightness of the LED module.
제 1 항에 있어서, 상기 전압제한부는
상기 제2 차분기의 출력단과 상기 LED 제어모듈 사이에 직렬로 연결되는 제3 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 LED 고장 보호 장치.


The method of claim 1, wherein the voltage limiting unit
LED failure protection device for a vehicle comprising a third resistor connected in series between the output terminal of the second branch and the LED control module.


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