KR20090049669A - Temperature compensation circuit of led headlamp driver for vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 엘이디(LED) 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 회로 구성에 의해 LED 헤드램프의 자체 발열에 의한 온도 상승을 보상하여 온도 상승에 따른 광도의 급격한 감소를 방지하며 LED 헤드램프의 성능 저하를 방지할 수 있는 온도보상 회로에 관한 것이다.

본 발명에 따른 차량용 LED 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로는, 배터리 전원을 DC-DC 컨버터를 포함하는 제어부를 이용해 승압하여 다수의 LED가 직렬연결되어 구성된 LED 헤드램프에 공급하여 LED 헤드램프를 구동하는 회로에 있어서,

상기 LED 헤드램프와 연결되는 DC-DC 컨버터의 피드백핀에 제1저항이 연결되되, 상기 제1저항에 서미스터 또는 열센서가 병렬연결되어 LED 헤드램프의 온도 승강에 따른 제1저항의 전압을 감지하고 상기 제어부에서 그 감지전압을 피드백핀의 기준전압과 비교하여 출력전압 또는 전류를 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 한다.

Figure P1020070115854

LED 헤드램프, 서미스터, LED 페일 감지

The present invention relates to a temperature compensation circuit of an LED headlamp driver for a vehicle, and more particularly, to compensate for a temperature increase caused by self-heating of an LED headlamp by a simple circuit configuration, thereby rapidly decreasing brightness with a temperature rise. The present invention relates to a temperature compensation circuit that can prevent and deteriorate the performance of LED headlamps.

In the temperature compensation circuit of the LED headlamp driver for a vehicle according to the present invention, the battery power is boosted by using a control unit including a DC-DC converter to supply a plurality of LEDs connected in series to the LED headlamp configured to drive the LED headlamp. In the circuit,

A first resistor is connected to the feedback pin of the DC-DC converter connected to the LED headlamp, and a thermistor or a thermal sensor is connected in parallel to the first resistor to sense the voltage of the first resistor according to the temperature rise of the LED headlamp. The controller may increase or decrease the output voltage or current by comparing the detected voltage with a reference voltage of the feedback pin.

Figure P1020070115854

LED Headlamps, Thermistors, and LED Fail Detection

Description

차량용 엘이디 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로 {Temperature Compensation Circuit of LED Headlamp Driver for Vehicles}Temperature Compensation Circuit of LED Headlamp Driver for Vehicles

본 발명은 차량용 엘이디(LED) 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 회로 구성에 의해 LED 헤드램프의 자체 발열에 의한 온도 상승을 보상하여 온도 상승에 따른 광도의 급격한 감소를 방지하며 LED 헤드램프의 성능 저하를 방지할 수 있는 온도보상 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature compensation circuit of an LED headlamp driver for a vehicle, and more particularly, to compensate for a temperature increase caused by self-heating of an LED headlamp by a simple circuit configuration, thereby rapidly decreasing brightness with a temperature rise. The present invention relates to a temperature compensation circuit that can prevent and deteriorate the performance of LED headlamps.

일반적으로 차량의 헤드램프의 광원으로는 할로겐 램프나 가스방전식 램프를 주로 사용한다.In general, a halogen lamp or a gas discharge lamp is mainly used as a light source of the headlamp of a vehicle.

상기 할로겐 램프의 경우 색온도가 3200K 정도로 약간 붉은 색 계열을 띠고, 수명도 최고 1000시간 이내이기 때문에 지속적인 필드 문제가 되고 있다.In the case of the halogen lamp, the color temperature is slightly red, such as 3200K, and the lifespan is up to 1000 hours, which is a continuous field problem.

이와 비교할 때 가스방전식 램프의 경우 색온도가 약 4300K 정도로 백색에 가깝고, 수명이 오래가기 때문에 고가임에도 불구하고, 고급차량에 많이 사용되고 있는 실정이다.In comparison, gas discharge lamps have a color temperature of about 4300K and are close to white and have a long lifespan.

그리고 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)의 경우 색온도가 약 5500K로 태양광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주므로 최근 차량의 헤드램프 광원으로 주목받고 있다.In the case of a light emitting diode (LED), the color temperature is about 5500K, which is close to sunlight, thereby minimizing fatigue in the eyes of a person.

또한, 상기 LED의 경우 사이즈를 최소화함으로써 헤드램프의 디자인 자유도를 높여줄 뿐만 아니라 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다.In addition, in the case of the LED, the size of the headlamp is minimized to increase the design freedom of the headlamp, and also economical due to the semi-permanent life.

그런데 상기 차량의 헤드램프 광원으로서 LED가 가장 취약한 것이 온도이다.However, temperature is the weakest LED as the headlamp light source of the vehicle.

한편, 종래 LED 헤드램프 구동회로는 정전압 또는 정전류 방식으로 LED 헤드램프의 자체 발열에 의한 온도 상승을 보상하지 못하여 온도 상승에 따른 광고 감소가 급격히 일어나고 있으며, 이로 인해 운전자의 야간 운전에 장해가 될 수 있다.On the other hand, the conventional LED headlamp driving circuit can not compensate for the rise of the temperature caused by the self-heating of the LED headlamp by the constant voltage or constant current method, and the decrease in advertisement due to the temperature rise occurs rapidly, which may interfere with the driver's night driving. have.

또한, 지속적인 전원 공급으로 인해 LED 헤드램프의 발열이 더욱더 증가하여 장기간 LED 헤드램프 사용시 LED 헤드램프 파손이 원인이 된다.In addition, the heat generation of the LED headlamp increases more and more due to the continuous power supply, which causes the LED head lamp to break when the LED headlamp is used for a long time.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 차량용 헤드램프로서 LED 등의 반도체 발광소자를 광원으로 이용하는 경우에 LED의 점등을 제어하기 위한 점등 제어장치(일본특개 제2007-22420호)가 개시되어 있다.To solve this problem, there is disclosed a lighting control device (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-22420) for controlling the lighting of an LED when a semiconductor light emitting element such as an LED is used as a light source as a vehicle headlamp.

이 차량용 등구의 점등 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, OP-AMP(50)와 서미스터(54)를 이용해서 LED(16)의 온도를 검출하여 기준 전압과 비교하고, 저항(R10,R12)에 전압 변화를 주어 제어회로(20)에 피드백시켜 LED(16)에 인가되는 전류를 제어함으로써 열화 방지에 기여하는 것이다.As shown in FIG. 1, the lighting controller of the vehicle lamp detects the temperature of the LED 16 using the OP-AMP 50 and the thermistor 54, compares it with a reference voltage, and compares the resistances R10 and R12. ) By giving a voltage change to the control circuit 20 to control the current applied to the LED 16 to contribute to preventing degradation.

그러나 상기한 종래의 점등 제어장치는 회로가 복잡하게 구성되는 문제점이 있었다.However, the conventional lighting controller has a problem that the circuit is complicated.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, OP AMP를 구비하지 않는 간단한 회로 구성에 의해 LED 헤드램프의 자체 발열에 의한 온도 상승을 보상하여 온도 상승에 따른 광도의 급격한 감소를 방지하며 LED 헤드램프의 성능 저하를 방지할 수 있는 차량용 LED 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by compensating for the rise of the temperature due to self-heating of the LED headlamp by a simple circuit configuration without the OP AMP to prevent a sudden decrease in brightness due to the temperature rise and LED An object of the present invention is to provide a temperature compensation circuit of an LED headlamp driver for a vehicle that can prevent the headlamp from degrading.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 LED 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로는, 배터리 전원을 DC-DC 컨버터를 포함하는 제어부를 이용해 승압하여 다수의 LED가 직렬연결되어 구성된 LED 헤드램프에 공급하여 LED 헤드램프를 구동하는 회로에 있어서,The temperature compensation circuit of the LED headlamp driver for a vehicle according to the present invention for achieving the above object, the battery power is boosted by using a control unit including a DC-DC converter to supply the LED headlamp configured with a plurality of LEDs connected in series In the circuit for driving the LED headlamp

상기 LED 헤드램프와 연결되는 DC-DC 컨버터의 피드백핀에 제1저항이 연결되되, 상기 제1저항에 서미스터 또는 열센서가 병렬연결되어 LED 헤드램프의 온도 승강에 따른 제1저항의 전압을 감지하고 상기 제어부에서 그 감지전압을 피드백핀의 기준전압과 비교하여 출력전압 또는 전류를 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 한다.A first resistor is connected to the feedback pin of the DC-DC converter connected to the LED headlamp, and a thermistor or a thermal sensor is connected in parallel to the first resistor to sense the voltage of the first resistor according to the temperature rise of the LED headlamp. The controller may increase or decrease the output voltage or current by comparing the detected voltage with a reference voltage of the feedback pin.

상술한 과제 해결 수단에 의하면, 차량용 LED 헤드램프의 자체 발열에 의한 온도 상승을 보상하여 급격한 광도 감소를 방지함으로써 운전자의 야간 안전 운전 에 기여할 수 있으며, 장기간 LED 헤드램프를 사용시에도 지속적인 발열 상승을 방지할 수 있어 LED 수명을 연장할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means, it is possible to contribute to the driver's nighttime safe driving by compensating for the temperature rise by self-heating of the vehicle LED headlamp, thereby preventing the sudden decrease in brightness, and preventing the continuous heat rise even when using the LED headlamp for a long time. Can extend the life of the LED.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 온도보상 회로가 적용되는 LED 헤드램프 구동 드라이버 회로도이다.2 is a circuit diagram of an LED headlamp driving driver to which a temperature compensation circuit according to the present invention is applied.

도시된 바와 같이, 구동 드라이버(100)는 드라이버 보호부(10), 제어부(20), MOSFET(M1), 출력전압 세팅부(30), LED 어레이부(50), LED 보호부(70), LED 페일 감지 및 리셋부(40)를 포함하여 구성된다.As shown, the driving driver 100 may include a driver protection unit 10, a control unit 20, a MOSFET M1, an output voltage setting unit 30, an LED array unit 50, an LED protection unit 70, LED fail detection and reset unit 40 is configured.

배터리(BAT) 전원은 드라이버 보호부(10)를 통해 DC-DC 컨버터(U1)를 포함하여 이루어지는 제어부(20)에 입력되고, 상기 제어부(20)는 배터리의 DC 전압을 승압시켜 LED 어레이부(50)에 공급한다.The battery BAT power is input to the control unit 20 including the DC-DC converter U1 through the driver protection unit 10, and the control unit 20 boosts the DC voltage of the battery so that the LED array unit ( 50).

상기 드라이버 보호부(10)에서 바리스터(VR)는 입력전압에 의해 저항값이 바뀌는 소자로서 배터리 전원과 병렬로 연결되어 이상전압이 입력되는 경우에 퓨즈가 끊어짐을 촉진시켜 구동 드라이버(100)를 보호한다.In the driver protection unit 10, the varistor VR is a device whose resistance value is changed by an input voltage. The varistor VR is connected in parallel with a battery power supply to protect the driving driver 100 by promoting a blown fuse when an abnormal voltage is input. do.

상기 DC-DC 컨버터(U1)의 게이트핀(GATE)에 MOSFET의 게이트가 연결되며, 상기 MOSFET의 게이트 전압을 조정하여 스위치로서 사용할 수 있다.A gate of the MOSFET is connected to the gate pin GATE of the DC-DC converter U1, and the gate voltage of the MOSFET may be adjusted to be used as a switch.

상기 LED 어레이부(50)에 연결되는 DC-DC 컨버터(U1)의 피드백핀(FB)에 저항(R2,R3)이 분기되어 연결되며, 이 저항(R2,R3)은 상기 LED 어레이부(50)에 연결 되어 접지되는 저항(R1)과 함께 출력전압 세팅부(30)를 구성하게 된다.The resistors R2 and R3 are branched to the feedback pin FB of the DC-DC converter U1 connected to the LED array unit 50, and the resistors R2 and R3 are connected to the LED array unit 50. The output voltage setting unit 30 is configured together with the resistor R1 connected to the ground.

상기 피드백핀(FB)에 연결된 저항(R1,R2) 중 타측이 LED 어레이부(50)에 연결되는 저항(R2)에는 서미스터 또는 열센서(TM)가 병렬연결된다.A thermistor or a thermal sensor TM is connected in parallel to a resistor R2 of which the other side of the resistors R1 and R2 connected to the feedback pin FB is connected to the LED array unit 50.

상기 서미스터는 온도가 상승하면 소자의 저항값이 가변하는 저항으로, 온도가 상승하면 저항값도 따라서 상승한다.The thermistor is a resistor in which the resistance value of the device is variable when the temperature rises, and the resistance value increases accordingly when the temperature rises.

상기한 DC-DC 컨버터(U1), 서미스터(TM), 저항(R2,R3)의 구성에 의해 LED 어레이부(50)의 온도가 올라가며 서미스터(TM)의 저항값이 올라가 각 저항(R2,R3)의 전압 분배에 따라 저항(R2)과의 합성저항값도 높아지게 된다.The temperature of the LED array unit 50 increases by the configuration of the DC-DC converter U1, thermistor TM, and the resistors R2 and R3, and the resistance value of the thermistor TM rises to increase the resistances R2 and R3. ), The combined resistance value with the resistor R2 also increases.

따라서 DC-DC 컨버터(U1) 피드백핀(FB)의 기준전압(Vref)과 저항(R2)의 전압을 비교하여 출력 전류를 제어함으로써 간단하게 제어할 수 있다.Therefore, the reference voltage Vref of the feedback pin FB of the DC-DC converter U1 and the voltage of the resistor R2 can be compared to control the output current.

즉, 상기 제어부는 피드백핀(FB)의 전압보다 저항(R2)의 전압이 낮으면 출력전압(전류)을 상승하고, 높으면 출력전압(전류)을 하강한다.That is, the controller increases the output voltage (current) if the voltage of the resistor R2 is lower than the voltage of the feedback pin FB, and decreases the output voltage (current) if the voltage is high.

상기 LED 어레이부(50)는 차량에 장착되는 LED 헤드램프를 나타내는 것으로 도시된 바와 같이 다수의 LED를 직렬 연결하여 사용한다.The LED array unit 50 is used to connect a plurality of LEDs in series as shown to represent the LED headlamp mounted on the vehicle.

상기 LED 어레이부(50)는 제너 효과를 이용한 제너 다이오드와 저항으로 이루어진 LED 보호부(70)의 정전압 회로에 의해 보호된다.The LED array unit 50 is protected by a constant voltage circuit of the LED protection unit 70 made of a zener diode and a resistor using the zener effect.

그리고 LED 페일(fail) 감지 및 리셋부(40)는 OP AMP(U2)와 MOSFET(M2) 및 저항(R4,R5)을 포함하여 이루어진다.The LED fail detection and reset unit 40 includes an OP AMP U2, a MOSFET M2, and resistors R4 and R5.

LED 어레이부(50)로 인가되는 전류는 제어부(20)에 의해 항상 일정한 전류(정전류)가 인가되고 있다.As for the current applied to the LED array unit 50, a constant current (constant current) is always applied by the control unit 20.

OP AMP(U2)는 LED 어레이부(50)로 인가되는 전류를 상기 LED 어레이부(50) 앞단에 전압을 분배할 수 있도록 연결된 저항(R4,R5)으로 분배하여 LED 페일 유무를 감지한다.The OP AMP U2 distributes the current applied to the LED array unit 50 to the resistors R4 and R5 connected to distribute the voltage to the front end of the LED array unit 50 to detect the presence of the LED fail.

만약 LED 페일시에 일정한 전류가 흐르게 되어 LED 어레이부(50)의 양단 전압이 상승하게 되고, 이를 OP AMP(U2)가 감지하여 MOSFET(M2)를 스위칭하고 DC-DC 컨버터(U1)의 런핀(RUN)에 전압 변화를 주어 LED 어레이부(50) 전체를 소등함으로써 LED를 보호할 수 있게 되고, 유럽의 Tell-Tale 법규를 만족할 수 있는 것이다.If a constant current flows in the LED fail, the voltage at both ends of the LED array unit 50 increases, and the OP AMP (U2) senses this to switch the MOSFET (M2) and the run pin of the DC-DC converter (U1). It is possible to protect the LED by turning off the entire LED array unit 50 by applying a voltage change to the RUN), and satisfying the Tell-Tale regulations of Europe.

도 1은 종래 차량용등구의 점등 제어장치를 나타내는 회로도,1 is a circuit diagram showing a conventional lighting control device for a vehicle lamp;

도 2는 본 발명에 따른 온도보상 회로가 적용되는 LED 헤드램프 구동 드라이버 회로도.Figure 2 is a LED headlamp driving driver circuit diagram to which the temperature compensation circuit according to the present invention is applied.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 드라이버 보호부 20: 제어부10: driver protection unit 20: control unit

30: 출력 전압 세팅부 40: LED 페일 감지 및 리셋부30: output voltage setting section 40: LED fail detection and reset section

50: LED 어레이부(헤드램프) 70: LED 보호부50: LED array unit (headlamp) 70: LED protection unit

M1,M2: MOSFET R1,…,R5: 저항M1, M2: MOSFET R1,... R5: resistance

TM: 서미스터(또는 열센서) U1: DC-DC 컨버터TM: Thermistor (or thermal sensor) U1: DC-DC converter

U2: OP AMP VR: 바리스터U2: OP AMP VR: Varistors

Claims (3)

배터리 전원을 DC-DC 컨버터를 포함하는 제어부를 이용해 승압하여 다수의 LED가 직렬연결되어 구성된 LED 헤드램프에 공급하여 LED 헤드램프를 구동하는 회로에 있어서,In a circuit for driving the LED headlamp by boosting the battery power using a control unit including a DC-DC converter to supply a plurality of LEDs in series connected LED headlamp, 상기 LED 헤드램프와 연결되는 DC-DC 컨버터의 피드백핀에 제1저항이 연결되되, 상기 제1저항에 서미스터 또는 열센서가 병렬연결되어 LED 헤드램프의 온도 승강에 따른 제1저항의 전압을 감지하고 상기 제어부에서 그 감지전압을 피드백핀의 기준전압과 비교하여 출력전압 또는 전류를 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘이디 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로.A first resistor is connected to the feedback pin of the DC-DC converter connected to the LED headlamp, and a thermistor or a thermal sensor is connected in parallel to the first resistor to sense the voltage of the first resistor according to the temperature rise of the LED headlamp. And increasing or decreasing the output voltage or current by comparing the sensed voltage with the reference voltage of the feedback pin in the controller. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1저항의 전압이 피드백핀의 기준전압보다 낮으면 출력전압 또는 전류를 상승하고, 높으면 출력전압 또는 전류를 하강하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘이디 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로.And if the voltage of the first resistor is lower than the reference voltage of the feedback pin, the output voltage or current is increased, and if the voltage of the first resistor is high, the output voltage or current is decreased. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 헤드램프의 앞단에 제2저항과 제3저항이 직렬연결되어 LED 헤드램프에 인가되는 전압이 분배되고, 상기 제2저항과 제2저항 사이에 +단자가 상기 피드백핀에 -단자가 연결되는 OP AMP에 의해 LED 헤드램프의 페일 유무가 감지되며, 상기 OP AMP의 출력 단자에 MOSFET가 연결되게 구성되되,A second resistor and a third resistor are connected in series at the front end of the LED headlamp to distribute the voltage applied to the LED headlamp, and a + terminal is connected to the feedback pin between the second resistor and the second resistor. The presence or absence of LED headlamp failure is detected by the OP AMP, MOSFET is configured to be connected to the output terminal of the OP AMP, 상기 OP AMP가 LED 헤드램프의 페일을 감지하는 경우에 MOSFET를 스위칭하고 DC-DC 컨버터의 런핀에 전압 변화를 주어 LED 헤드램프를 소등하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘이디 헤드램프 드라이버의 온도보상 회로.When the OP AMP detects a failure of the LED headlamp, the temperature compensation circuit of the LED headlamp driver for a vehicle, characterized in that the LED headlamp is turned off by switching a MOSFET and applying a voltage change to the run pin of the DC-DC converter.
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