KR102477086B1 - 광원 모듈 및 이를 이용한 차량 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 광원 모듈 및 이를 이용한 차량에 관한 것이다.
실시 예의 광원 모듈은 입력전압을 승압(step up) 또는 강압(step down)하여 구동전압을 생성하는 정전압 제어회로와, 적어도 하나 이상의 OLED로 구성된 제1 내지 제n OLED 블럭과, 제1 내지 제n OLED 블럭과 연결된 제1 내지 제n 정전류 회로 및 제1 내지 제n OLED 블럭의 전체 구동전류를 피드백하고, 제1 내지 제n OLED 블럭의 피드백 구동전류에 레벨에 따라 정전압 제어회로의 제어하는 정전압 제어부를 포함하는 광원 모듈을 포함할 수 있다.

Description

광원 모듈 및 이를 이용한 차량{LIGHT SOURCE MODULE AND VEHICLE FOR USING THE SAME}
실시 예는 광원 모듈 및 이를 이용한 차량에 관한 것이다.
일반적인 광원 모듈은 차량, 디스플레이, 조명등에 사용되고 있고, 최근에는 발광 소자(LED)를 비롯하여 유기전계발광소자(OLED) 등이 다양한 응용에 사용되고 있다.
그러나, 종래의 발광소자 또는 유기전계발광소자는 온도에 따라 동작전압(VF)이 크게 변동되어 수명이 저하되거나, 광도가 저하되는 문제가 있었다.
실시 예는 온도에 따라 변하는 광원 모듈의 특성을 보상할 수 있는 광원 모듈 및 이를 이용한 차량을 제공한다.
실시 예는 온도에 따라 변하는 광원 모듈의 특성을 보상하여 발열을 개선할 수 있는 광원 모듈 및 이를 이용한 차량을 제공한다.
실시 예에 의한 광원 모듈은 입력전압을 승압(step up) 또는 강압(step down)하여 구동전압을 생성하는 정전압 제어회로(120); 적어도 하나 이상의 OLED로 구성된 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153); 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)과 연결된 제1 내지 제n 정전류 회로(141, 142, 143); 및 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 전체 구동전류를 피드백하고, 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 피드백 구동전류(OC)에 레벨에 따라 상기 정전압 제어회로(120)의 제어하는 정전압 제어부(130)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 차량은 상기 광원 모듈을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 광원 모듈은 상이한 부하를 갖는 복수의 OLED 블럭의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 따라 구동전압을 승압 또는 강압시켜 복수의 OLED 블럭의 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압이 가변되므로 온도에 따라 변하는 복수의 OLED 블럭의 부하 특성에 최적화될 수 있다.
실시 예의 광원 모듈은 복수의 OLED 블럭의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압이 가변되므로 일반적인 광원 모듈의 복수의 OLED 블럭의 동작전압과 고정된 구동전압의 차이에 의한 발열을 개선할 수 있다. 즉, 실시 예의 광원 모듈은 발열을 개선하기 위한 별도의 부품 및 기판 사이즈 등의 제조비용 상승을 개선할 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1의 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 정전압 제어부를 도시한 회로도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로의 부스트 컨버터(boost Converter)를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로의 벅 컨버터(Buck Converter)를 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로의 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)를 도시한 도면이다.
도 7은 제2 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 8은 제3 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 9는 제4 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 및 발광 소자 패키지에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 블럭도이고, 도 2는 도 1의 광원 모듈을 도시한 회로도이고, 도 3은 제1 실시 예에 따른 정전압 제어부를 도시한 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 광원 모듈(100)은 보호회로(110), 정전압 제어회로(120), 정전압 제어부(130), 제1 내지 제n 정전류 회로(141, 142, 143) 및 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)을 포함할 수 있다.
상기 보호회로(110)는 상기 입력전원(Vdc)로부터 입력된 입력전압으로부터 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 OLED 소자를 보호하는 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 보호회로(110)는 서지전압과 돌입전류 등으로부터 OLED 소자를 보호하는 서지 보호 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호회로(110)는 EMI(Electromagnetic Interference)를 제거하는 EMI 필터, ESD(Electrostatic Discharge)로부터 OLED 소자를 보호하는 ESD 차단 회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)은 서로 상이한 부하를 가질 수 있다. 예컨대 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153) 각각은 OLED 소자의 개수, OLED 소자의 크기에 따라 서로 상이한 부하를 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제n 정전류 회로(141, 142, 143)는 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 정전류 제어기능을 포함할 수 있다.
상기 정전압 제어부(130)는 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 구동전압 출력단에 위치한 전체 전류 검출단(TCS)으로부터 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 전체 구동전류를 피드백하여 상기 정전압 제어회로(120)를 제어할 수 있다. 상기 정전압 제어부(130)는 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 전체 구동전류를 피드백하여 상기 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 따라 구동전압을 승압 또는 강압시킬 수 있는 회로구성으로 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대 상기 정전압 제어부(130)는 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 피드백 구동전류(OC)와 기준전압(DC_REF)를 비교하여 오차값을 계산하는 오차값 계산부(131) 및 상기 오차값 계산부(131)의 오차값 및 입력전압을 비교하는 비교기(133)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 정전압 제어부(130)는 상기 비교기(133)의 출력단과 병렬 접속된 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)를 포함하고, 상기 오차값(OC)에 따라 상기 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)를 제어하는 모드 선택부(135)를 포함할 수 있다.
상기 정전압 제어회로(120)는 상기 보호회로(110)로부터 입력된 입력전압을 승압(step up) 또는 강압(step down)하여 구동전압을 생성할 수 있다. 상기 정전압 제어회로(120)는 부스트 컨버터(Boost Converter), 벅 컨버터(Buck Converter), 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)를 포함할 수 있다. 상기 정전압 제어회로(120)는 상기 정전압 제어부(130)의 스위칭 제어신호(Vin1, Vin2)에 의해 상기 부스트 컨버터(Boost Converter), 벅 컨버터(Buck Converter), 벅-부스트 컨버터(Buck-boost Converter) 중 하나를 선택하여 구동전압을 생성할 수 있다.
상기 부스트 컨버터는 승압압(step up) 기능을 포함할 수 있다. 상기 부스트 컨버터는 입력된 입력전압을 승압하여 상기 입력전압보다 높은 전압레벨의 구동전압을 생성할 수 있다.
상기 부스트 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제4 다이오드(D4) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 인덕터(L)는 제1 스위칭 소자(Q1)에 의해 입력전원과 직렬 접속될 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 제2 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 또는 턴-오프에 따라 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 역률 방지용 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 상기 인덕터(L)와 병렬 접속될 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 상기 인덕터(L)의 출력단과 병렬 접속될 수 있다. 상기 제4 다이오드(D4)는 상기 인덕터(L)와 직렬 접속되어 역률을 방지할 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 제4 다이오드(D4) 병렬 접속될 수 있다.
상기 정전압 제어회로(120)는 온도가 낮아질 수록 동작전압(VF)이 높아지는 OLED 소자의 특성에 대응되도록 상기 부스트 컨버터가 선택될 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)는 입력된 입력전압을 승압하여 온도에 따라 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압을 생성할 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)로부터 출력되는 구동전압은 입력전압보다 높은 전압레벨일 수 있다.
상기 벅 컨버터는 강압(step down)기능을 포함할 수 있다. 상기 벅 컨버터는 입력된 입력전압을 강압하여 상기 입력전압보다 낮은 전압레벨의 구동전압을 생성할 수 있다.
상기 벅 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제3 다이오드(D3) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 스위칭 소자(Q1)는 상기 입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고, 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 또는 턴-오프시에 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 여기서, 상기 에너지는 입력전압일 수 있다. 상기 제3 다이오드는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속될 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 인덕터(L) 출력단과 병렬 접속될 수 있다.
상기 정전압 제어회로(120)는 온도가 높아질 수록 동작전압(VF)이 낮아지는 OLED 소자의 특성에 대응되도록 상기 벅 컨버터가 선택될 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)는 입력된 입력전압을 강압하여 온도에 따라 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압을 생성할 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)로부터 출력되는 구동전압은 입력전압보다 낮은 전압레벨일 수 있다.
상기 벅-부스트 컨버터는 강압(step up) 및 강압(step down) 기능을 포함할 수 있다. 상기 벅-부스트 컨버터는 입력된 입력전압을 강압하여 상기 입력전압보다 낮은 전압레벨의 구동전압을 생성하거나, 상기 입력된 입력전압을 승압하여 상기 입력전압보다 높은 전압레벨의 구동전압을 생성할 수 있다.
상기 벅-부스트 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제3 다이오드(D3) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 스위칭 소자(Q1)는 상기 입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고, 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)의 턴-온 또는 턴-오프시에 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 여기서, 상기 에너지는 입력전압일 수 있다. 상기 제3 다이오드(D3)는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속될 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 인덕터(L) 출력단과 병렬 접속될 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자(Q1)는 상기 정전압 제어부(130)의 구동신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 여기서, 상기 구동신호는 펄스 신호일 수 있고, 상기 정전압 제어부(130)는 상기 펄스 신호의 펄스 폭을 제어할 수 있다. 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 펄스 폭에 따라 강압 또는 승압할 수 있다. 예컨대 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)를 제어하는 구동신호의 펄프 폭이 50% 이하일 경우, 입력전압을 강압하여 상기 입력전압보다 낮은 구동전압을 생성할 수 있다. 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)를 제어하는 구동신호의 펄프 폭이 50% 초과일 경우, 입력전압을 승압하여 상기 입력전압보다 높은 구동전압을 생성할 수 있다.
상기 정전압 제어회로(120)는 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)을 갖는 OLED 소자의 특성에 대응되도록 상기 벅-부스트 컨버터가 선택될 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)는 입력된 입력전압을 강압 또는 승압하여 온도에 따라 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압을 생성할 수 있다. 즉, 상기 정전압 제어회로(120)로부터 출력되는 구동전압은 입력전압보다 낮거나 높은 전압레벨일 수 있다.
제1 실시 예의 광원 모듈(100)은 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 전체 구동전류를 피드백하여 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 따라 구동전압을 승압 또는 강압시켜 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압이 가변되므로 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 부하 특성에 최적화될 수 있다.
제1 실시 예의 광원 모듈(100)은 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 온도에 따라 변하는 동작전압(VF)에 대응되는 구동전압이 가변되므로 일반적인 광원 모듈의 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 동작전압과 고정된 구동전압의 차이에 의한 발열을 개선할 수 있다. 즉, 제1 실시 예의 광원 모듈(100)은 발열을 개선하기 위한 별도의 부품 및 기판 사이즈 등의 제조비용 상승을 개선할 수 있다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로의 부스트 컨버터(Boost Converter)를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 부스트 컨버터가 선택되어 입력전압이 승압될 수 있다. 예컨대 상기 부스트 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제4 다이오드(D4) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 인덕터(L)는 입력전원과 직렬 접속될 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 또는 턴-오프에 따라 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 역률 방지용 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 상기 인덕터(L)와 병렬 접속될 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(Q1)는 상기 인덕터(L)의 출력단과 병렬 접속될 수 있다. 상기 제4 다이오드(D4)는 상기 인덕터(L)와 직렬 접속되어 역률을 방지할 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 제4 다이오드(D4) 병렬 접속될 수 있다.
상기 부스트 컨버터는 제1 구간 동안(Boost1) 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-온되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-온되어 상기 인덕터(L)에 입력전압이 충전된다.
상기 부스트 컨버터는 제2 구간 동안(Boost2) 상기 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되어 상기 입력전압과 상기 인덕터(L)의 충전된 인덕터 전압(VL)이 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)으로 공급될 수 있다.
상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)은 온도에 따라 동작전압(VF)가 변할 수 있다. 예컨대 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)은 0℃ 이하에서 10V 이상으로 상승하고, 0℃ 이상에서 10V 이하로 하강할 수 있다. 구체적으로 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)은 -40℃에서 20V이상으로 상승하고, 20℃ 이상에서 7V 이하로 하강할 수 있다.
제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)이 높은 동작전압(VF)이 요구되는 경우, 부스트 컨버터가 선택되어 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 입력전압을 승압하여 구동전압을 생성하여 출력할 수 있다. 예컨대 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 -40℃에서 20V이상으로 상승한 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 12V의 입력전압을 승압하여 20V이상의 구동전압을 생성할 수 있다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로의 벅 컨버터(Buck Converter)를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 벅 컨버터가 선택되어 입력전압이 강압될 수 있다. 예컨대 상기 벅 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제3 다이오드(D3) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 스위칭 소자(Q1)는 상기 입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고, 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 또는 턴-오프시에 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 여기서, 상기 에너지는 입력전압일 수 있다. 상기 제3 다이오드(D3)는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속될 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 인덕터(L) 출력단과 병렬 접속될 수 있다.
상기 벅 컨버터는 제1 구간 동안(Buck1) 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-온되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되어 상기 인덕터(L)에 입력전압이 충전된다.
상기 벅 컨버터는 제2 구간 동안(Buck2) 상기 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되어 상기 인덕터(L)의 충전된 인덕터 전압(VL)이 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)으로 공급될 수 있다. 상기 벅 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 펄스 신호의 펄스 폭에 따라 입력전압보다 낮은 구동전압을 생성할 수 있다.
제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)이 낮은 동작전압(VF)이 요구되는 경우, 벅 컨버터가 선택되어 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 입력전압을 승압하여 구동전압을 생성하여 출력할 수 있다. 예컨대 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 20℃에서 7V이하로 하강한 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 12V의 입력전압을 강압하여 7V이하의 구동전압을 생성할 수 있다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 정전압 제어부의 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 벅-부스트 컨버터가 선택되어 입력전압이 강압 또는 승압될 수 있다. 예컨대 상기 벅-부스트 컨버터는 제1 스위칭 소자(Q1), 인덕터(L), 제2 스위칭 소자(Q1), 제3 다이오드(D3) 및 캐패시터(C)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 스위칭 소자(Q1)는 상기 입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고, 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터(L)는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 또는 턴-오프시에 에너지를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 여기서, 상기 에너지는 입력전압일 수 있다. 상기 제3 다이오드(D3)는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속될 수 있다. 상기 캐패시터(C)는 상기 인덕터(L) 출력단과 병렬 접속될 수 있다.
상기 벅-부스트 컨버터는 제1 구간 동안(Buck-Boost1) 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-온되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되어 상기 인덕터(L)에 입력전압이 충전된다.
상기 벅-부스트 컨버터는 제2 구간 동안(Buck-Boost2) 상기 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되고, 상기 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되어 상기 인덕터(L)의 충전된 인덕터 전압(VL)이 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)으로 공급될 수 있다.
여기서, 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 타이밍을 제어하는 펄스 신호의 펄스 폭에 따라 강압 또는 승압할 수 있다. 예컨대 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)를 제어하는 구동신호의 펄프 폭이 50% 이하일 경우, 제2 구간 동안(Buck-Boost2) 인덕터(L)에 충전된 인덕터 전압(VL)을 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)으로 공급하여 입력전압을 강압할 수 있다.
한편, 상기 벅-부스트 컨버터는 상기 제1 스위칭 소자(Q1)를 제어하는 구동신호의 펄프 폭이 50% 초과일 경우, 제1 구간 동안(Buck-Boost1) 인덕터(L)에 충전된 인더터 전압(VL)과 입력전압을 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)으로 공급하여 입력전압을 승압할 수 있다.
제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)이 일정한 동작전압(VF)이 요구되는 경우, 벅 컨버터가 선택되어 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 입력전압을 승압 또는 강압한 구동전압을 생성하여 출력할 수 있다. 예컨대 제1 실시 예에 따른 정전압 제어회로는 -39℃ 내지 19℃에서 19V 내지 8V로 가변되는 상기 OLED 소자의 동작전압(VF)에 대응되도록 9V 내지 16V의 입력전압을 강압 또는 승압하여 19V 내지 8V의 구동전압을 생성할 수 있다.
도 7은 제2 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 광원 모듈(200)은 제1 내지 제n 정전류 회로(241, 242, 243)를 포함할 수 있다.
보호회로(110), 정전압 제어회로, 정전압 제어부(130) 및 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)은 도 1 및 도 2의 제1 실시 예의 광원 모듈의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
상기 제1 정전류 회로(241)는 제5 다이오드(D5)를 포함하는 제3 스위칭 소자(Q3)와, 상기 제3 스위칭 소자(Q3)의 소스에 연결된 제1 저항(R1)과, 상기 제3 스위칭 소자(Q3)의 게이트에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제3 스위칭 소자(Q3)의 소스와 연결되고, 비반전 입력단자는 제1 기준전류(I_n_REF1)와 연결될 수 있다.
상기 제2 정전류 회로(242)는 제6 다이오드(D6)를 포함하는 제4 스위칭 소자(Q4)와, 상기 제4 스위칭 소자(Q4)의 소스에 연결된 제2 저항(R2)과, 상기 제4 스위칭 소자(Q4)의 게이트에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제4 스위칭 소자(Q4)의 소스와 연결되고, 비반전 입력단자는 제2 기준전류(I_n_REF2)와 연결될 수 있다.
상기 제n 정전류 회로(243)는 제7 다이오드(D7)를 포함하는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 상기 제5 스위칭 소자(Q5)의 소스에 연결된 제3 저항(R3)과, 상기 제5 스위칭 소자(Q5)의 게이트에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제5 스위칭 소자(Q5)의 소스와 연결되고, 비반전 입력단자는 제3 기준전류(I_n_REF3)와 연결될 수 있다.
상기 제3 내지 제5 스위칭 소자(Q3 내지 Q5)는 FET 일 수 있다.
도 8은 제3 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제3 실시 예에 따른 광원 모듈(300)은 제1 내지 제n 정전류 회로(341, 342, 343)를 포함할 수 있다.
보호회로(110), 정전압 제어회로, 정전압 제어부(130) 및 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)은 도 1 및 도 2의 제1 실시 예의 광원 모듈의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
상기 제1 정전류 회로(341)는 제1 스위칭 소자(Tr1)와, 상기 제1 스위칭 소자(Tr1)의 이미터에 연결된 제1 저항(R1)과, 상기 제1 스위칭 소자(Tr1)의 베이스에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제1 스위칭 소자(Tr1)의 이미터와 연결되고, 비반전 입력단자는 제1 기준전류(I_n_REF1)와 연결될 수 있다.
상기 제2 정전류 회로(342)는 제2 스위칭 소자(Tr2)와, 상기 제2 스위칭 소자(Tr2)의 이미터에 연결된 제2 저항(R2)과, 상기 제2 스위칭 소자(Tr2)의 베이스에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제2 스위칭 소자(Tr2)의 이미터와 연결되고, 비반전 입력단자는 제2 기준전류(I_n_REF2)와 연결될 수 있다.
상기 제3 정전류 회로(343)는 제3 스위칭 소자(Tr3)와, 상기 제3 스위칭 소자(Tr3)의 이미터에 연결된 제3 저항(R3)과, 상기 제3 스위칭 소자(Tr3)의 베이스에 출력단자가 연결되는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 반전 입력단자는 상기 제3 스위칭 소자(Tr3)의 이미터와 연결되고, 비반전 입력단자는 제3 기준전류(I_n_REF3)와 연결될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 스위칭 소자(Tr1 내지 Tr3)는 BJT 일 수 있다.
도 9는 제4 실시 예에 따른 광원 모듈을 도시한 회로도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제4 실시 예에 따른 광원 모듈(400)은 제1 내지 제n 드라이버 IC(441, 442, 443)를 포함할 수 있다.
보호회로(110), 정전압 제어회로, 정전압 제어부(130) 및 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)은 도 1 및 도 2의 제1 실시 예의 광원 모듈의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 제1 내지 제4 실시 예에 따른 광원 모듈(100, 200, 300, 400)은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 디스플레이 장치, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광원 모듈(100, 200, 300, 400)은 상기 차량용 조명장치에 포함될 수 있다. 여기서, 차량용 조명장치는 헤드 조명장치 및 테일 조명장치를 포함할 수 있고, 상기 테일 조명장치는 제동 광원 모듈, 후진 광원 모듈, 방향 지시 광원 모듈 등을 포함할 수 있다. 예컨대 실시 예의 광원 모듈의 기술적 특징은 상기 제동 광원 모듈, 후진 광원 모듈, 방향 지시 광원 모듈 중 어느 하나에 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
120: 정전압 제어회로 130: 정전압 제어부

Claims (11)

  1. 입력전압을 승압(step up) 또는 강압(step down)하여 구동전압을 생성하는 정전압 제어회로(120);
    적어도 하나 이상의 OLED로 구성된 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153);
    상기 생성된 구동 전압을 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 OLED 소자의 동작 전압으로 제공되며, 상기 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)과 연결된 제1 내지 제n 정전류 회로(141, 142, 143); 및
    상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 전체 구동전류를 피드백하고, 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 피드백 구동전류의 레벨에 따라 상기 정전압 제어회로(120)를 제어하는 정전압 제어부(130)를 포함하며,
    상기 정전압 제어부(130)는 상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153)의 온도에 따라 변하는 동작 전압에 대응하도록 상기 정전압 제어회로(120)의 구동 전압이 승압 또는 강압되도록 제어하며,
    상기 정전압 제어부(130)는,
    상기 피드백 구동전류(OC)와 기준전압(DC_REF)을 비교하여 오차값을 계산하는 오차값 계산부(131);
    상기 오차값 및 입력전압을 비교하는 비교기;
    상기 비교기의 출력단과 연결되어 상기 정전압 제어회로(120)에 스위칭 제어신호(Vin1, Vin2)를 출력하는 제1,2 스위치(SW1,SW2); 및
    상기 오차값 계산부(131)의 오차 값에 따라 상기 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 제어하는 모드 선택부(135)를 포함하는 광원 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정전압 제어회로(120)는 부스트 컨버터(Boost Converter)이고,
    상기 부스트 컨버터(Boost Converter)는,
    입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함하는 제1 스위칭 소자(Q1);
    상기 입력전원(Vdc)과 직렬 접속된 인덕터(L);
    상기 인덕터(L)와 병렬 접속되고 역률 방지용 제2 다이오드(D2)를 포함하는 제2 스위칭 소자(Q2);
    상기 인덕터(L)와 직렬 접속된 역률 방지용 제4 다이오드(D4); 및
    상기 제4 다이오드(D4)와 병렬 접속된 캐패시터(C)를 포함하는 광원 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 정전압 제어회로(120)는 벅 컨버터(Buck Converter)이고,
    상기 벅 컨버터(Buck Converter)는,
    입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함하는 제1 스위칭 소자(Q1);
    상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 턴-온 시에 상기 입력전압을 충전하는 인덕터(L);
    상기 인덕터(L)와 병렬 접속되고 역률 방지용 제2 다이오드(D2)를 포함하는 제2 스위칭 소자(Q2);
    상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속된 제3 다이오드(D3); 및
    상기 인덕터(L) 출력단과 병렬 접속된 캐패시터(C)를 포함하는 광원 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정전압 제어회로(120)는 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)이고,
    상기 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)는,
    입력전원(Vdc)과 직렬 접속되고 역률 방지용 제1 다이오드(D1)를 포함하는 제1 스위칭 소자(Q1);
    역률 방지용 제2 다이오드(D2)를 포함하는 제2 스위칭 소자(Q2);
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2) 사이에 접속되며, 상기 제1,2 스위칭 소자(Q1,Q2)의 턴-온 또는 턴-오프시 충전 또는 방전하는 인덕터(L);
    상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력단 및 상기 인덕터(L)의 입력단 사이에 병렬 접속된 제3 다이오드(D3); 및
    상기 인덕터(L)와 직렬 접속된 역률 방지용 제4 다이오드(D4); 및
    상기 인덕터(L)와 병렬 접속된 캐패시터(C)를 포함하며,
    상기 제2 스위칭 소자(Q2)는 상기 인덕터(L)와 상기 제4 다이오드(D4) 사이에 병렬 연결되는 광원 모듈.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전압 제어부(130)의 제1 스위칭 제어신호(Vin1)에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴-온 또는 턴-오프되고, 제2 스위칭 제어신호(Vin2)에 의해 제2 스위칭 소자(Q1)가 턴-온 또는 턴-오프되며,
    상기 정전압 제어부(130)는 상기 온도가 낮아질수록 상기 정전압 제어회로(120)로부터 출력되는 구동 전압이 상기 입력전압보다 높은 전압 레벨이 출력되도록 제어하며,
    상기 정전압 제어부(130)는 상기 온도가 높아질수록 상기 정전압 제어회로(120)로부터 출력되는 구동 전압이 상기 입력전압보다 낮은 전압 레벨이 출력되도록 제어하는 광원 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n OLED 블럭(151, 152, 153) 각각은 OLED 소자의 개수 또는 OLED 소자의 크기에 따라 서로 상이한 부하를 갖는 광원 모듈.
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