KR102647708B1 - 자동차용 헤드라이트 - Google Patents

자동차용 헤드라이트 Download PDF

Info

Publication number
KR102647708B1
KR102647708B1 KR1020217021108A KR20217021108A KR102647708B1 KR 102647708 B1 KR102647708 B1 KR 102647708B1 KR 1020217021108 A KR1020217021108 A KR 1020217021108A KR 20217021108 A KR20217021108 A KR 20217021108A KR 102647708 B1 KR102647708 B1 KR 102647708B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
leds
led
voltage
branch
control unit
Prior art date
Application number
KR1020217021108A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210099630A (ko
Inventor
귄터 슈타인들
얀 콜러
Original Assignee
제트카베 그룹 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제트카베 그룹 게엠베하 filed Critical 제트카베 그룹 게엠베하
Publication of KR20210099630A publication Critical patent/KR20210099630A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102647708B1 publication Critical patent/KR102647708B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/347Dynamic headroom control [DHC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 2개의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)를 갖는 자동차용 헤드라이트에 관한 것으로, 상기 LED 분기들의 각각이 LED(LED11...LED1x; LED21...LED2x; LEDn1...LEDnx)들의 직렬 회로를 가지고, 각각의 분기의 적어도 하나의 LED는 제어식 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)에 의해 브리지될 수 있고, 각각의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)는 각각의 분기에 할당된 강압 컨트롤러(T1, T2, Tn)로부터 전원을 공급받고, 상기 강압 컨트롤러는 정전력 전원으로서 설계되어 입력 측이 하나의 공통 중간 회로 전압(Uz)에 위치하고, 상기 공통 중간 회로 전압은 입력 전압(Ue)에 위치하는 전압원(H)에 의해 생성되고, 원하는 광 패턴에 따라 스위치들을 펄스폭 변조 방식으로 작동시키도록 구성되는 제어 유닛(C)이 제공되고, 하나의 분기의 LED들의 스위칭 시점들은 PWM 주기 내에서 서로에 대해 균일하게 시간적으로 오프셋되어 있고, 상기 제어 유닛(C)은 매트릭스 헤드라이트에 의해 조사되어야 할 공간 각도들에 대한 매트릭스 헤드라이트의 LED들의 할당이 저장되는 메모리 유닛(S)을 가지고, 상기 제어 유닛(C)에는 원하는 광 패턴과 관련된 요청 신호(d)들이 공급되고, 상기 제어 유닛(C)은 상기 매트릭스 IC(M)에서 제공되는 LED들의 각각의 제어식 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)들에 대한 그리고 개별 LED들의 휘도를 결정하는 LED들의 각각의 듀티 사이클에 대한 LED들의 할당에 관한 정보와 조합된 상기 메모리 유닛(S)에서 유래되는 상기 공간 각도들에 대한 LED들의 할당에 관한 정보로부터, 각각의 분기(Z1, Z2, Zn)의 활성 LED들의 최대 개수 및 그에 따른 상기 분기들의 최대 발생 플럭스 전압을 계산하고; 이로부터 최소 필요 중간 회로 전압(Uz)을 특정하는 최대 활성 LED를 갖는 LED 분기를 선택하고; 각각 상기 선택된 LED 분기로의 전압 공급을 위해 필요한 중간 회로 전압(Uz)의 값으로 전압원(H)을 동적으로 설정하기 위해, 상기 선택된 LED 분기와 관련된 정보를 명령 신호(b)로서 상기 전압원(H)에 공급하도록; 구성된다.

Description

자동차용 헤드라이트
본 발명은 적어도 2개의 LED 분기를 포함하는 자동차용 헤드라이트에 관한 것이며, 상기 LED 분기들 각각은 LED들의 직렬 회로를 포함하고, 각각의 분기의 적어도 하나의 LED는 제어식 스위치에 의해 브리지될 수 있으며, 각각의 LED 분기는 자체에 할당된 강압 컨트롤러(step-down controller)로부터 전원을 공급받으며, 강압 컨트롤러는 정전력 전원(constant power source)으로서 형성되어 입력 측에서 하나의 공통 중간 회로 전압에 위치하며, 이 공통 중간 회로 전압은 입력 전압에 위치하는 전압원에 의해 생성되고, 원하는 광 패턴에 따라서 스위치들을 펄스폭 변조 방식으로 작동시키도록 구성되는 제어 유닛이 제공되며, PWM 주기 이내에 하나의 분기의 LED들의 스위칭 시점들은 서로에 대해 균일하게 시간적으로 오프셋 되어 있다.
특히 적응형 LED 매트릭스 시스템을 기반으로 하는 차량 헤드라이트들의 경우, 대개 하나의 분기의 개별 LED들을 개별적으로 디밍하거나 단락시키기 위해 이른바 브리지 스위치들을 이용한다. 상기 스위치들은 예컨대 각각의 LED들에 직접적으로 위치되거나, 또는 보통은 자신의 인쇄회로기판 상에 위치되고, 상기 스위치들은 제어 유닛에 의해 통신 인터페이스를 매개로 작동된다.
제어 유닛의 핵심은 대개 전술한 브리지 스위치들 역시도 그 내에 통합될 수 있는 이른바 매트릭스 IC이다. 스트링(string)들이라고도 할 수 있는 개별 분기들로의 전원 공급은, 고동적 전류원(high-dynamic current source)들로서 형성되는 히스테리시스 제어형 강압 컨트롤러(hysterisis-controlled step-down converter)에 의해 수행된다. 개별 강압 컨트롤러들은, 자체 전압 값이 최소한 최대 개수의 LED를 포함하는 분기의 직렬 연결된 LED들의 모든 플럭스 전압(flux voltage)의 합과 일치해야만 하는 하나의 공통 중간 회로 전압을 공급받으며, 실제로 보통은 각각의 분기는 동일한 개수의 LED를 포함한다.
제어 유닛은, 펄스폭 변조의 의미에서 원하는 광 패턴에 따라서 스위치들을 작동시키며, 이 경우 PWM 주기 이내에 하나의 분기의 LED들의 스위칭 시점들을 상호 간에 오프셋시키는 점이 권장된다.
예컨대 12 ~ 42볼트의 범위이지만, 그러나 상기 범위를 하회하거나 상회할 수 있는 중간 회로 전압은 폐루프 내지 개루프 모드로 제어되는 전압원, 대개는 승압 컨트롤러(step-up controller)로부터 공급된다. 상기 전압원의 입력 전압은 예컨대 자동차의 온보드 전압(on-board voltage)일 수 있다. 헤드라이트의 동적으로 변하는 광 분포에 걸쳐서, 특히 평균적으로 분기들의 소수의 LED만이 활성화되고 나머지 LED들은 브리지되어 있는 광 시나리오의 경우, 중간 회로 전압을 생성하는 전압원은 상대적으로 더 강한 부하를 받으며, 이는 각각의 분기 전류를 공급하고 제어하는 강압 컨트롤러의 경우에서도 일어난다. 대개, 문제는, 다수의 경우에 중간 회로 전압이 스위칭 시점들을 오프셋시킬 때에도 불필요하게 높지만, 그러나 하나의 분기의 모든 LED가 조사되어야 하는 다른 경우에서는 높은 중간 회로 전압이 요구된다는 것으로 설명할 수 있다.
본 발명의 과제는, 전술한 문제를 상쇄시키고 그렇게 하여 전원공급장치의 더 낮은 부하를 가능하게 하면서도 에너지 소모량을 감소시키는 해결책을 명시하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 언급한 유형의 헤드라이트에 있어서, 본 발명에 따라서 제어 장치는 매트릭스 헤드라이트에 의해 조사되어야 할 공간 각도들에 대한 매트릭스 헤드라이트의 LED들의 할당이 저장되는 메모리 유닛을 가지고, 제어 유닛에는 원하는 광 패턴과 관련된 요청 신호들이 공급되고, 제어 유닛은 제어 유닛은 매트릭스 IC에서 제공되는 LED들의 각각의 제어식 스위치들에 대한 그리고 개별 LED들의 휘도를 결정하는 LED들의 각각의 듀티 사이클에 대한 LED들의 할당에 관한 정보와 조합된 상기 메모리 유닛에서 유래되는 상기 공간 각도들에 대한 LED들의 할당에 관한 정보로부터, 각각의 분기의 활성 LED들의 최대 개수 및 그에 따른 상기 분기들의 최대 발생 플럭스 전압을 계산하고; 이로부터 최소 필요 중간 회로 전압을 특정하는 최대 활성 LED를 갖는 LED 분기를 선택하고; 각각 상기 선택된 LED 분기로의 전압 공급을 위해 필요한 중간 회로 전압의 값으로 전압원을 동적으로 설정하기 위해, 상기 선택된 LED 분기와 관련된 정보를 명령 신호(b)로서 상기 전압원에 공급하도록; 구성되는 바의 헤드라이트에 의해 해결된다.
본 발명에 의해, 헤드라이트 내에서 손실들은 최소화될 수 있으며, 다시 말하면 높은 효율성이 달성된다.
LED들 내지 이들의 모듈들의 온도가 효율성의 가능한 최적화 시 큰 역할을 하기 때문에, 바람직하게는, 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 모듈의 온도와 LED의 플럭스 전압 간의 관계가 상기 제어 유닛의 메모리 유닛 내에 저장되고, 상기 제어 유닛에는 상기 LED 모듈의 온도의 실제 값이 공급되고, 상기 제어 유닛은 LED 모듈의 온도와 LED의 상기 플럭스 전압 간의 관계가 저장되어 있는 상기 메모리 유닛에 액세스한 후, 상기 중간 회로 전압과 관련하여 온도에 상응하는 명령어들의 보정을 실행하도록 구성된다.
바람직한 개선예는, 전압원이 승압 컨트롤러로서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하기에서, 도면에 기술 분야의 다른 도면들과 함께 도시되어 있는 예시의 실시형태들을 근거로 보다 더 상세하게 기재된다.
도 1은 적응형 헤드라이트의 LED 분기들을 위한 전원공급장치를 도시한 기본 회로도이다.
도 2는 시간 등거리로 분포된 스위칭 시점들 및 동일한 듀티 사이클들을 이용한 분기의 작동을 나타낸 전압 및 스위칭 그래프이다.
도 3은 도 2에 상응하지만, 그러나 상이한 듀티 사이클들을 이용한 경우의 전압 및 스위칭 그래프이다.
도 4는 LED 모듈의 온도(Tm)에 따라서 제공될 플럭스 전압(Vf)의 예시의 저장된 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 제어 유닛의 본 발명에 따른 예시의 기능과 관련되는 순서도이다.
도 1에 따라서, 복수(n)의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)가 도시되어 있으며, 도시된 실례에는 간소화를 위해 단지 3개의 분기만이 도시되어 있으며, 이들 분기는 예컨대 자동차의 온보드 전압일 수 있는 입력 전압(Ue)을 기반으로 전류를 공급받는다. 분기(Z1, Z2, Zn)들 각각은 복수(x)의 LED의 직렬 회로로 구성되며, 실례로서는 다시금 간소화를 위해 오직 3개의 LED(LED11...LED1x; LED21...LED2x; LED31...LED3x)만이 도시되어 있다. 실례에서 분기(Z1, Z2, Zn)들은 각각 동일하게 많은 LED, 요컨대 x개의 LED를 포함하지만, 그러나 각각의 분기의 LED 개수는 상이할 수도 있다.
본 실례에서, 총 n.x개의 LED는, 적응형 LED 매트릭스 시스템을 기반으로 작동하는 헤드라이트의 매트릭스를 형성한다.
각각의 분기 내에서 LED들, 다시 말해, 각각의 분기마다 적어도 하나의 LED는 스위치들에 의해 브리지될 수 있으며, 이런 경우에 하나의 분기의 모든 LED는 각각 하나의 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)에 의해 브리지될 수 있으며, 다시 말하면, 상응하는 LED에는 하나의 스위치가 병렬 연결된다. 스위치들, 다시 말해, 이른바 브리지 스위치들은, 하나의 분기의 개별 LED들을 개별적으로 디밍하거나 단락시키기 위해 이용된다. 스위치들은 예컨대 각각의 LED들에 직접적으로 위치되거나, 또는 보통은 자신의 인쇄회로기판 상에 위치되고, 상기 스위치들은 제어 유닛에 의해 통신 인터페이스를 매개로 작동된다.
각각의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)는 자신에 할당된 강압 컨트롤러(T1, T2, Tn)로부터 전원을 공급받으며, 강압 컨트롤러들은 고동적 전류원(high-dynamic current source)들로서 형성되어 입력 측에서 하나의 공통 중간 회로 전압(Uz)에 위치하는 히스테리시스 제어형 강압 컨트롤러이며, 상기 공통 중간 회로 전압은 입력 전압(Ue)에 위치하는 전압원(H)에 의해 생성된다.
또한, 계속 하기에서 보다 더 상세하게 도시되고 설명되는 것처럼, 헤드라이트의 원하는 광 패턴에 따라서 펄스폭 변조의 의미에서 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)들을 작동시키도록 구성되는 제어 유닛(C)이 제공되며, PWM 주기 이내에 하나의 분기의 LED들의 스위칭 시점들은 상호 간에 오프셋되어 있다.
제어 유닛(C)의 핵심은, 브리지 스위치들 역시도 그 내에 통합될 수 있으며 도 1에는 M으로 표시된 이른바 매트릭스 IC이며, 여기서 브리지 스위치들은 하여튼 상대적으로 더 명백한 도해를 위해 대응하는 LED들에 표시되어 있다. 모든 강압 컨트롤러가 함께 공급하는 중간 회로 전압은, 최소한, 최대 개수의 LED를 포함하는 분기의 직렬 연결된 LED들의 모든 플럭스 전압의 합과 일치해야만 하는 전압 값을 가지며, 실제로 보통은 각각의 분기는 동일한 개수의 LED를 포함한다.
예컨대 12 ~ 24볼트의 범위인 중간 회로 전압(Uz)은 하나의 분기 내 최대 LED 개수에 따라서 선택되고, 폐루프 내지 개루프 모드로 제어되는 전압원(H), 대개는 승압 컨트롤러로부터 공급된다. 상기 전압원의 입력 전압(Ue)은 예컨대 자동차의 온보드 전압일 수 있다.
차량 내지 차량의 전자 시스템의 측에서, 제어 유닛에는, 현재 원하는 광 패턴과 관련되는 요청 신호(d)들이 지속적으로 공급된다. 헤드라이트의 동적으로 변하는 광 분포에 걸쳐서, 특히 평균적으로 분기들의 소수의 LED만이 활성화되고 나머지 LED들은 브리지되어 있는 광 시나리오의 경우, 중간 회로 전압(Uz)을 생성하는 전압원은 상대적으로 더 강한 부하를 받으며, 이는 각각의 분기 전류를 공급하고 제어하는 강압 컨트롤러(T1, T2, Tn)의 경우에서도 일어난다. 달리 말하면, 다수의 경우에 중간 회로 전압(Uz)이 불필요하게 높지만, 그러나 하나의 분기의 모든 LED가 조사되어야 하는 경우에서는 높은 중간 회로 전압(Uz)이 요구된다. 하나의 분기의 LED들의 전체 직렬 회로는 도 1에서 Uk1, Uk2, Ukn으로 표시되어 있다.
도 2에는, 시간 등거리로 분포된 스위칭 시점들을 이용하는, 직렬로 연결된 4개의 LED를 포함한 분기의 작동을 나타낸 전압 및 스위칭 그래프가 도시되어 있다. 간소화를 위해, 본 실례 및 하기 실례들에서는 3.5V의 플럭스 전압(순방향 전압)이 가정되며, 현재 시장에서 판매되고 있는 LED들의 경우 플럭스 전압은 각각의 유형(특히 색상, IR, UV)에 따라 대략 1.2 ~ 4.5V 사이이다. 따라서, 단락되지 않은, 다시 말해 스위치들을 통해 브리지된 4개의 LED를 포함하는 분기의 경우, 최대 필수 분기 전압은 4*3.5 = 14V일 수도 있다. 도 2에서, 4개의 LED는 LED1 ~ LED4로 표시되어 있다.
도 2의 상부 그래프에는 PWM 주기 동안 4개의 LED를 포함한 분기의 전압(Uk)의 시간 곡선이 도시되어 있고, 하부 그래프에는 4개의 LED의 대응하는 스위칭 상태들이 도시되어 있으며, 여기서는 대개 각각의 LED가 30%의 듀티 사이클로 스위칭되며, LED들의 스위칭 시점들은 균일하게 시간적으로 오프셋되어 있는 점을 확인할 수 있다. 그리고 적합한 스위칭 시점들을 선택할 경우, 최대로 7.5V의 분기 전압(Uk)이 요구되는 점이 확인된다. 그와 반대로 스위칭 시점들이 확률적으로(stochastic) 분포되어 위치한다면, 하여튼 정해진 시간에 14V의 최대 분기 전압(파선)이 필요할 수도 있다.
도 3에는, 도 2와 유사하지만, PWM 주기 이내에 개별 LED들의 상이한 듀티 사이클이 이용되는 도면이 도시되어 있으며, 이는, 4개의 LED가 상이하게 디밍되고 그로 인해 상이한 밝기로 보이는 것을 의미한다. 도시된 실례에서, 짧은 기간 동안 10.5V의 분기 전압(Uk)이 요구되며, 그러나 이는 항상 14V의 최대 전압을 하회하는 값이다.
이제, 본 발명은, 개별 분기들의 최대로 스위치 온된 LED들의 개수를 예측하고, 상기 개수를 토대로 개별 분기들의 최대로 요구되는 분기 전압을 결정하고, 그에 상응하게 중간 회로 전압을 설정하는 점을 출발점으로 한다. 이는 하기에서 보다 더 상세하게 설명된다.
매트릭스 헤드라이트를 이용하여 원하는 광 패턴을 생성하기 위해, 광 패턴의 개별 영역들은 차광되거나, 또는 LED 매트릭스의 세그먼트들이 차단되거나 디밍된다. 이는, 예컨대 교통 공간(traffic space)을 특별히 조명할 때, 또는 반대 차선 접근 주행 차량 또는 보행자와 관련되는 작은 영역을 목표한 바대로 차광할 때의 경우에 해당하고, 그에 상응하게 LED들의 브리지 스위치들이 작동된다. 이미 전술한 것처럼, 필요한 요청 신호(d)들은 차량의 측에서 제어 유닛으로 지속적으로 공급된다.
제어 유닛(C) 내에서는, 매트릭스 헤드라이트의 LED들에 의해 조명될 공간 각도들에 할당이 메모리 유닛(S) 내에 저장되어 있으며, 상기 할당은 각각의 헤드라이트에 대한 고유의 할당이다. 각각의 브리지 스위치들에 대한 LED 할당의 정보이면서 매트릭스 IC(M) 내에 존재하는 상기 정보; 및 디밍하는 경우 개별 LED들의 휘도를 결정하는 각각의 듀티 사이클;과 조합하여, 메모리 유닛(S)에서 기인하는 상기 할당 정보를 토대로, 하나의 분기의 각각 활성 LED들이 최대 개수 및 그에 따른 상기 분기의 최대 발생 플럭스 전압 역시도 구해진다. 이런 계산이 이제 모든 LED 분기에 대해 상기 계산을 위해 적합한 알고리즘에 따라서 수행된다면, 이를 토대로, 대다수의 활성 LED를 포함하고 그에 따라 최소 필요 중간 회로 전압을 특정하는 LED 분기를 결정할 수 있다. 예컨대 계산 유닛(R) 내에서 산출될 수 있고 도 1에서는 명령 신호(b)를 통해 예시되어 있는 상기 정보는 승압 컨트롤러(H)로 공급되며, 그런 다음 상기 승압 컨트롤러는 중간 회로 전압(Uz)의 각각 필요한 값으로 동적으로 설정된다.
본 발명에 따른 해결책의 또 다른 개선안은, 플럭스 전압이 온도와 더불어, 보다 더 구체적으로 말하면 배리어 층 온도와 더불어 변하되, 온도 감소는 플럭스 전압의 증가로 이어지는 점을 고려할 때 달성될 수 있다. 대개 배리어 층 온도를 직접적으로 검출할 수 없기 때문에, 예컨대 적합한 위치에서 LED 모듈들의 온도를 측정하되, 플럭스 전압과 측정되는 온도 간의 구조 고유의 관계를 실험적으로 근사로 결정할 수 있다. 온도가 낮은 경우, 최대 플럭스 전압(최악의 경우)을 출발점으로 해야 하며, 온도가 상대적으로 더 높은 경우에는 상대적으로 더 낮은 플럭스 전압이 가정될 수 있다. 예컨대 제어 유닛(C)의 메모리 모듈 내에서 LED 모듈의 온도(Tm)에 대한 플럭스 전압(Vf)의 할당을 결정하고 그런 다음 제어 유닛(C) 내에서 온도에 상응하게 중간 회로 전압(Uz)과 관련한 명령어(b)들의 보정을 실행할 수 있다. 도 1에는, LED 모듈에 할당되는 온도 센서(ST)가 개략적으로 도시되어 있다. LED 모듈이란 용어는, 본 발명과 관련하여, 단일의 LED 어셈블리, 예컨대 LED 및 방열판, 또는 LED들의 체인의 어셈블리를 의미하거나, 또는 전체 LED 매트릭스 역시도 의미한다. 하여튼, 중요한 점은, 온도 센서가 LED 온도를 대표하는 변수를 공급하되, 온도 센서는 개별 LED 모듈들의 동일하지 않은 온도들의 평균값을 검출하기 위해 복수의 센서 역시도 포함할 수 있다는 점이다. 하나의 공통 방열판의 경우, 상기 방열판의 온도 역시도 검출될 수 있다. 도 4에는, LED 모듈의 온도(Tm)에 따라서 제공될 플럭스 전압(Vf)의 저장된 의존성에 대한 실례가 도시되어 있다.
여기서, 도 1에서 제어 유닛(C)의 블록 내에 도시된 추가 블록들, 요컨대 계산 유닛(R), 메모리 유닛(S) 및 매트릭스 IC(M)는 우선 기능 블록들로서 간주되지만, 반드시 물리적으로 가용하고 분리된 유닛들로서 간주되지 않는다는 점은 통상의 기술자에게 분명한 사실이다. 실제로 제어 유닛(C)은 "원칩(One-Chip)" 솔루션으로서도 구성될 수도 있다.
제어 유닛(C)의 상기에서 예시로 기재되는 본 발명에 따른 기능은 도 5의 순서도에 도시되어 있다. 차량의 측에서, 제어 유닛(C)에는 신호(d)를 매개로 차도 상에 생성되어야 하는 정해진 광 패턴에 대한 요청이 이루어진다. 그런 다음, 가용한 알고리즘에 상응하게, LED들의 광 분포에 따라 원하는 광 패턴에 대한 LED 할당뿐만 아니라, 각각의 LED에 대한 듀티 사이클 및 위상 변위(phase shift) 역시도 결정된다. 대개, 각각의 분기(1...x)에 대해 활성 LED들의 최대 개수가 확보되고, 대다수의 활성 LED를 포함하는 분기가 결정된다. 이제, 모듈 온도(Tm)가 고려될 수 있고 그 결과로 필수 분기 전압(Uk)이 고려될 수 있으며, 바로 그 다음에 전압원(H)을 위한 명령 신호(b)도 생성된다.

Claims (3)

  1. 자동차용 매트릭스 헤드라이트로서, 상기 매트릭스 헤드라이트는:
    - 적어도 2개의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)를 포함하고, 상기 LED 분기들의 각각은 요청 신호(d)들에 의해 결정되는 원하는 광 패턴을 방사하도록 작동되면서 이를 위해 공간 각도가 저장되는 LED(LED11...LED1x; LED21...LED2x; LEDn1...LEDnx)들의 직렬 회로를 가지고, 각각의 분기의 적어도 하나의 LED는 제어식 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)에 의해 브리지되고,
    - 각각의 LED 분기(Z1, Z2, Zn)는 각각의 분기에 할당된 강압 컨트롤러(T1, T2, Tn)로부터 전원을 공급받고, 강압 컨트롤러는 정전력 전원으로서 형성되어 입력 측에서 하나의 공통 중간 회로 전압(Uz)에 위치하고,
    - 상기 공통 중간 회로 전압(Uz)은 입력 전압(Ue)에 위치하는 전압원(H)에 의해 생성되고,
    - 원하는 광 패턴에 따라 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)들을 펄스폭 변조 방식으로 작동시키도록 구성되는 제어 유닛(C)이 제공되고, 하나의 분기의 LED(LED11...LED1x; LED21...LED2x; LEDn1...LEDnx)들의 스위칭 시점들은 PWM 주기 이내에서 서로에 대해 균일하게 시간적으로 오프셋되어 있는 바의 자동차용 매트릭스 헤드라이트에 있어서,
    상기 제어 유닛(C)은 상기 매트릭스 헤드라이트에 의해 조사되어야 할 공간 각도들에 대한 상기 매트릭스 헤드라이트의 LED(LED11...LED1x; LED21...LED2x; LEDn1...LEDnx)들의 할당이 저장되는 메모리 유닛(S) 및 매트릭스 IC(M)을 가지고, 상기 제어 유닛(C)에는 원하는 광 패턴과 관련된 상기 요청 신호(d)들이 공급되고, 상기 제어 유닛(C)은 상기 매트릭스 IC(M)에서 제공되는 LED들의 각각의 제어식 스위치(S11...S1x; S21...S2x; Sn1...Snx)들에 대한 그리고 개별 LED들의 휘도를 결정하는 LED들의 각각의 듀티 사이클에 대한 LED들의 할당에 관한 정보와 조합된 상기 메모리 유닛(S)에서 유래되는 상기 공간 각도들에 대한 LED들의 할당에 관한 정보로부터, 각각의 분기(Z1, Z2, Zn)의 동시 활성 LED들의 최대 개수 및 그에 따른 상기 분기(Z1, Z2, Zn)들의 최대 발생 플럭스 전압을 계산하고; 이로부터 대다수의 동시 활성 LED를 포함하여 그에 따라 최소 필요 중간 회로 전압(Uz)을 특정하는 LED 분기를 결정하고; 각각 상기 결정된 LED 분기로의 전압 공급을 위해 필요한 상기 최소 필요 중간 회로 전압(Uz)의 값의 출력을 위해 상기 전압원(H)을 동적으로 설정하기 위해, 상기 최소 필요 중간 회로 전압(Uz)을 결정하는 LED 분기와 관련된 정보를 명령 신호(b)로서 상기 전압원(H)에 공급하도록; 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 매트릭스 헤드라이트.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 모듈의 온도(Tm)와 LED의 플럭스 전압(Vf) 간의 관계가 상기 제어 유닛(C)의 메모리 유닛(S) 내에 저장되고, 상기 제어 유닛(C)에는 상기 LED 모듈의 온도의 실제 값이 공급되고, 상기 제어 유닛(C)은 LED 모듈의 온도와 LED의 상기 플럭스 전압(Vf) 간의 관계가 저장되어 있는 상기 메모리 유닛(S)에 액세스한 후, 상기 중간 회로 전압(Uz)과 관련하여 온도에 상응하는 명령어(b)들의 보정을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 매트릭스 헤드라이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전압원(H)은 승압 컨트롤러로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 매트릭스 헤드라이트.
KR1020217021108A 2018-12-19 2019-12-17 자동차용 헤드라이트 KR102647708B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18213894.1A EP3672370A1 (de) 2018-12-19 2018-12-19 Scheinwerfer für kraftfahrzeuge
EP18213894.1 2018-12-19
PCT/EP2019/085684 WO2020127289A1 (de) 2018-12-19 2019-12-17 Scheinwerfer für kraftfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210099630A KR20210099630A (ko) 2021-08-12
KR102647708B1 true KR102647708B1 (ko) 2024-03-15

Family

ID=64746076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217021108A KR102647708B1 (ko) 2018-12-19 2019-12-17 자동차용 헤드라이트

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP3672370A1 (ko)
KR (1) KR102647708B1 (ko)
CN (1) CN113170556B (ko)
WO (1) WO2020127289A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000168432A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Hewlett Packard Co <Hp> 光学車両表示装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007035883A2 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 California Micro Devices Corporation Driving parallel strings of series connected leds
TW200737070A (en) * 2006-02-23 2007-10-01 Powerdsine Ltd Voltage controlled backlight driver
JP2008152938A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Omron Corp 発光ダイオード駆動回路
JP2009157189A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Sony Corp 光源システム、光源制御装置、光源装置および画像表示方法
DE102008047731B4 (de) * 2008-09-18 2020-06-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Fehlererkennung in einer Beleuchtungsvorrichtung
DE102010041059A1 (de) * 2010-09-20 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einstellen einer Soll-Ausgangsspannung eines Energieversorgungszweiges eines steuerbaren Energiespeichers
JP5289471B2 (ja) * 2011-01-21 2013-09-11 三菱電機株式会社 光源点灯装置及び照明装置
JP5430639B2 (ja) * 2011-11-21 2014-03-05 株式会社寺田電機製作所 Led駆動回路およびled駆動方法
JP5932497B2 (ja) * 2012-06-05 2016-06-08 三菱電機株式会社 Led照明装置
JP5510503B2 (ja) * 2012-08-01 2014-06-04 カシオ計算機株式会社 半導体装置、半導体光源装置、半導体装置の制御方法及び投影装置
KR20140132215A (ko) * 2013-05-07 2014-11-17 노란영 발광다이오드 구동 회로
AT516294B8 (de) * 2014-09-22 2017-02-15 Zkw Group Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Speisen einer Serienschaltung von n LED-Einheiten
FR3036770B1 (fr) * 2015-05-26 2017-06-16 Valeo Vision Module lumineux pour un dispositif lumineux d’un vehicule automobile et procede
JP2017005185A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 ローム株式会社 電流駆動回路および発光装置
KR20170068151A (ko) * 2015-12-09 2017-06-19 주식회사 서연전자 벅-부스트 컨버터 및 그 제어방법
AT518423B1 (de) * 2016-05-06 2017-10-15 Zkw Group Gmbh Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung
US9578701B1 (en) * 2016-05-12 2017-02-21 Infineon Technologies Ag Switched capacitor LED matrix driver

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000168432A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Hewlett Packard Co <Hp> 光学車両表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210099630A (ko) 2021-08-12
WO2020127289A1 (de) 2020-06-25
CN113170556A (zh) 2021-07-23
EP3900488A1 (de) 2021-10-27
CN113170556B (zh) 2023-09-19
EP3672370A1 (de) 2020-06-24
EP3900488B1 (de) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10187950B2 (en) Adjusting color temperature in a dimmable LED lighting system
US9955543B2 (en) Lamp control device and control method therefor
JP2009134933A (ja) Led点灯装置および車両用前照灯
CN102598854B (zh) 脉冲宽度调制的led的操作
CN109691235B (zh) 点亮电路、车辆用灯具及光源的驱动方法
US9623791B2 (en) Lighting device, vehicle illumination device, and vehicle
KR20100096231A (ko) Led 램프 전력 관리 시스템 및 방법
CN104470055B (zh) 点亮设备以及使用该点亮设备的照明系统
JP5422068B2 (ja) Led点灯装置および車両用前照灯
CN111315065A (zh) 点灯电路以及车辆用灯具
JP4416636B2 (ja) Led点灯制御装置
CN106102203A (zh) 用功能专用光源组实施机动车辆的多照明功能的照明装置
CN110505978B (zh) 点亮控制装置、点亮控制方法及计算机可读的存储介质
KR102647708B1 (ko) 자동차용 헤드라이트
CN109548225A (zh) 光源的控制装置和使用该控制装置的车灯
JP7271554B2 (ja) 点灯回路および車両用灯具
WO2021010325A1 (ja) 点灯回路および車両用灯具
CN114269052A (zh) 车辆用灯具以及灯控制模块
CN115336392A (zh) 车辆用灯具系统及其控制器
US11638343B2 (en) Lamp control module, vehicle lamp, and signal processing device
CN113228829B (zh) 在机动车照明装置中切换输入电力时保持照度的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant