KR20150053585A

KR20150053585A - 차량 외장용 램프의 led 어셈블리 모듈

Info

Publication number: KR20150053585A
Application number: KR1020130135720A
Authority: KR
Inventors: 배인성; 채원석
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-18

Abstract

차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈은, LED모듈과, LED모듈을 구동하며 빈(BIN) 구분용 저항과 온도 감지용 써미스터의 조합된 저항값을 감지하여 상기 LED모듈의 온도 상승에 따라 전류치를 보상하는 LED구동모듈(LDM)을 포함한다.

Description

차량 외장용 램프의 LED 어셈블리 모듈{LED Assembly Module for exterior lamp of a vehicle}

본 발명은 LED 휘도빈(BIN) 및 온도에 따른 전류 매칭을 용이하게 하며, 설계단순화로 인한 원가절감 및 생산성 향상을 이룰 수 있는 차량 외장용 램프의 LED 어셈블리 모듈(LED Assembly Module, LAM)에 관한 것이다.

자동차용 외장램프에서 기존 할로겐 전구를 대신하여 LED램프가 일반화되고 있다. LED램프는 디자인 자유도 상승하고 전압변동에도 일정한 밝기가 유지되는 등 장점이 있으나, 이를 구현하기 위해서는 여러 가지 설계상 제약조건이 따르게 된다.

예를 들어, LED는 전류구동소자이기 때문에 차량전압에 무관하게 정전류를 공급해 주기 위한 LED 구동모듈(LED Drive Module, LDM)이 사용되어야 한다.

또한, LED는 특성이 모두 동일한 제품만 생산이 불가능하여 일정 범위의 특성을 가질 수밖에 없다. LED의 양단에 인가되는 순방향 전압(Forward voltage, Vf)와 색도, 휘도 등이 대표적인 편차를 가지는 인자이다. 특성범위에 따라 그룹핑(Grouping)해 놓은 것을 빈(BIN)이라 하며, 그 중 휘도빈의 경우 광량을 결정짓기 때문에 매우 중요한 특성이다.

한편, 자동차용 램프는 각 국가별로 다양한 배광법규를 만족해야 하며, 이 법규를 만족하기 위한 광량을 내야 생산이 가능하다. 도 1은 LED의 데이타시트 상에 나와 있는 휘도빈의 한 예이다. 총 6가지의 휘도빈이 공급가능하며, 수율과 단가를 고려하여 일반적으로 2~3개의 빈(BIN)을 선택하게 된다.

2개의 빈(BIN)을 선택시 각 빈(BIN) 별로 LED 구동모듈(이하, LDM)에서 다른 전류를 LED모듈에 공급해야 동일한 광량을 낼 수 있다. 즉, LED모듈도 2가지 종류가 만들어지지만, LDM도 2가지 종류가 만들어 지게 된다. 이러한 LED모듈과 LDM을 조립하는 공정에서 매칭되지 않게 모듈로 조립시 출력 광량이 다르게 될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위한 여러 가지 아이디어가 도출되고 있다.

현재는 커넥터 색깔을 다르게 하거나 (도 1에서 HZ BIN은 흰색, JX BIN은 검은색), 커넥터핀 수를 다르게 하여 조립이 안되게(도 1에서 HZ BIN은 2pin connector, JX BIN은 3pin connector)하는 방법이 사용된다.

LED는 동일한 전류에 의해 제어될 경우 온도증가 시 휘도가 감소하는 특성을 있다.

도 2의 (가)는 LED 온도변화에 따른 휘도값의 예이다. 휘도는 온도상승에 따라 완만하게 감소하며, 상온과 비교시 160℃ 조건에서는 약 70% 수준까지 떨어짐을 확인할 수 있다. 이러한 이유로 LED램프는 광량 유지를 위해 LED의 휘도를 일정하게 유지해야 하고, 이를 위해서는 LED 전류를 제어하는 LDM에서 LED 온도에 따라 제어 전류값을 변화시켜 주어야 한다. 즉, 도 2의 (나)에서와 같이 온도상승시 휘도유지를 위해서는 LDM의 제어 전류값이 같이 증가 되어야 한다.

종래 다수의 빈(BIN)이 운용될 때 LDM의 전류값을 제어하기 위해 2가지 방식이 사용되고 있다.

도 3은 종래기술의 일 예로, LED모듈(10a)은 광원인 LED칩(11a)과 온도감지용 써미스터(12a)로 구성되며, LDM(20a)은 LED칩(11a)의 구동을 위한 LED구동회로(21a)와 온도감지용 써미스터(12a)를 모니터링 하기 위한 써미스터 온도감지회(22a)로 구성된다.

써미스터 온도감지회로(22a)의 입력전압은 온도감지용 써미스터(12a)의 특성에 따라 도 5와 같이 측정된다. LED구동회로(21a)는 써미스터 온도감지회로(22a)로 입력전압에 따라 온도변화 시 전류치를 보상한다. 이러한 방식에 의할 때, 휘도빈 구분을 위해서는 운용하는 빈(BIN)의 종류 수만큼 LED모듈(10a)과 LDM(20a)이 필요한 단점이 있다.

도 4는 종래기술의 다른 예이다. LDM(20b)은 LED칩(11a)의 구동을 위한 LED구동회로(21b), 온도감지용 써미스터(12b)를 모니터링 하기 위한 써미스터 온도감지회로(22b), 빈 구분용 저항(13b)을 감지하기 위한 빈저항 감지회로(23b)로 구성된다. 빈저항 감지회로(23b)에 입력되는 전압값은 각 빈 구분용 저항값에 따라 도 5와 같이 측정된다. 써미스터 온도 감지회로(22b)에 입력되는 전압값은 온도 감지용 써미스터(12b)에 의해 도 6과 같이 측정된다.

이러한 구성에 의해 LED 구동회로(21b)는 빈저항 감지회로(23b)의 입력 전압값에 따라 휘도빈을 구분하고 각기 설정된 전류로 LED칩(11b)을 구동하며, 써미스터 온도 감지회로(22b) 입력 전압값에 따라 온도증가 시 전류치를 보상한다.

이러한 방식에 의할 때, 빈(BIN)의 구분 및 온도감지를 위해 2개의 와이어 배선과 2개의 LDM 입력 커넥터 핀 및 입력회로가 필요하여 구조가 복잡해 지는 단점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, LED 휘도빈 및 온도에 따른 전류 매칭을 용이하게 하며, 설계단순화로 인한 원가절감 및 생산성 향상을 이룰 수 있는 차량 외장용 램프의 LED 어셈블리 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, LED모듈; 및 상기 LED모듈을 구동하며, 빈(BIN) 구분용 저항과 온도 감지용 써미스터의 조합된 저항값을 감지하여 상기 LED모듈의 온도 상승에 따라 전류치를 보상하는 LED구동모듈(LDM)을 포함하는 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈이 제공될 수 있다.

상기 LED모듈은, LED칩과, 상기 LED칩과 병렬로 연결되며 빈(BIN) 구분용 저항과 온도 감지용 써미스터가 직렬로 연결되어 구성되는 빈구분용 저항/온도감지용 써미스터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 LED구동모듈(LDM)은, 상기 LED칩을 구동하기 위한 LED구동회로와, 상기 빈(BIN) 구분용 저항과 상기 온도감지용 써미스터의 조합된 저항값을 감지하기 위한 빈저항/써미스터온도 감지회로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 LED구동회로는, 상기 빈저항/써미스터 온도 감지회로를 통해 입력되는 전압값에 따라 휘도빈을 구분하고, 휘도빈에 따라 기 설정된 전류로 상기 LED칩을 구동하며, 상기 LED칩의 온도증가 시 전류치를 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은, BIN 저항/써미스터 온도 감지회로는 직렬로 구성하여, BIN 저항/써미스터 온도 감지회로를 통해 입력되는 전압값에 따라 휘도 BIN 을 구분, 각기 설정된 전류로 LED 칩을 구동하며, 온도증가 시 전류치를 보상함으로써 LED 휘도 BIN 및 온도에 따른 전류 매칭을 용이하게 하며, 설계단순화로 인한 원가절감 및 생산성 향상을 이룰 수 있다.

도 1은 LED의 데이타시트 상에 나와 있는 휘도 BIN의 한 예를 나타낸 표이다.
도 2의 (가)는 LED 온도변화에 따른 휘도값의 예를 나타낸 그래프이다.
도 2의 (나)는 온도상승시 휘도유지를 위해 LDM의 제어 전류값이 증가하는 상태를 나타낸 그래프이다.
도 3은 종래 휘도BIN 구분을 위해서 운용되는 LED모듈과 LDM구성의 한 예를 나타낸다.
도 4는 종래 휘도BIN 구분을 위해서 운용되는 LED모듈과 LDM구성의 다른 예를 나타낸다.
도 5는 종래기술에 의한 각 BIN 구분용 저항값에 따른 BIN 저항 감지회로에 입력되는 전압값을 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래기술에 의한 온도 감지용 써미스터에 의해 써미스터 온도 감지회로에 입력되는 전압값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 어셈블리 모듈의 구성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIN저항/써미스터 온도 감지회로를 통해 입력되는 전압값을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 어셈블리 모듈의 구성을 나타내며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빈저항/써미스터 온도 감지회로를 통해 입력되는 전압값을 나타낸 그래프이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 어셈블리 모듈은 LED모듈(100)과, LED모듈(100)을 구동하기 위한 LDM(200)과, LED모듈(100)과 LDM(200)을 연결하기 위한 와이어아세이(300)를 포함한다.

LED모듈(100)은 광원인 LED칩(110)과 빈구분용 저항/온도감지용 써미스터(120)로 구성된다.

빈구분용 저항/온도감지용 써미스터(120)는 휘도빈을 구분하기 위한 빈구분용 저항(121)과 온도감지용 써미스터(122)가 직렬로 연결되어 구성된다.

온도감지용 써미스터(122)는 온도 영향에 따라 저항값이 가변하는 소자를 이용한 것으로, 주변 온도에 따라 비례적으로 저항값이 증가하는 피티씨 써미스터(PTC themister)나 반대로 온도가 올라가면 저항이 감소하는 엔티씨 써미스터(NTC themister)가 사용될 수 있다.

LDM(200)은 LED칩(110)의 구동을 위한 LED구동회로(210), 빈구분용 저항(121)과 온도감지용 써미스터(122)의 조합된 저항값을 감지하기 위한 빈저항/써미스터온도 감지회로(220)로 구성된다.

종래기술과 달리 LED모듈(100)에 병렬로 연결된 빈구분용 저항(121)과 온도 감지용 써미스터(122)로부터의 신호값을 개별 와이어로 입력받지 않고 빈구분용 저항(121)과 온도감지용 써미스터(122)를 직렬로 구성하여 하나의 와이어로 입력받게 되고, 빈저항/써미스터온도 감지회로(220)와 LDM(200)을 연결하는 입력 커넥터 핀 및 입력회로를 하나로 할 수 있어 구조가 단순화될 수 있다.

또한, 빈구분용 저항(121)과 온도감지용 써미스터(122)를 직렬로 구성했기 때문에 빈저항/써미스터온도 감지회로(220)를 통해 입력되는 전압값은 서로 다른 빈저항의 특성과 온도에 따른 써미스터의 특성을 모두 반영하게 된다.

LED구동회로(210)는 빈저항/써미스터온도 감지회로(220)를 통해 입력되는 전압값에 따라 휘도빈을 구분하고, 각기 설정된 전류로 LED칩(110)을 구동하며, 온도증가 시 전류치를 보상한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 와이어 입력으로 빈(BIN) 특성과 써미스터의 온도 특성을 모두 반영할 수 있으며, LDM(200)은 빈저항/써미스터온도 감지회로(220)를 통해 입력되는 하나의 전압만을 이용하여 휘도빈 별로 다른 기준전류(Offset)와 온도 상승에 따른 전류치 보상(Compensation) 제어가 가능하다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: LED모듈 110: LED칩
120: 빈구분용 저항/온도감지용 써미스터 200: LDM
210: LED구동회로
220: 빈저항/써미스터온도 감지회로

Claims

LED모듈; 및
상기 LED모듈을 구동하며, 빈(BIN) 구분용 저항과 온도 감지용 써미스터의 조합된 저항값을 감지하여 상기 LED모듈의 온도 상승에 따라 전류치를 보상하는 LED구동모듈(LDM)을 포함하는 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 LED모듈은,
LED칩; 및
상기 LED칩과 병렬로 연결되며 빈(BIN) 구분용 저항과 온도 감지용 써미스터가 직렬로 연결되어 구성되는 빈구분용 저항/온도감지용 써미스터를 포함하는 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈.
제2항에 있어서,
상기 LED구동모듈(LDM)은,
상기 LED칩을 구동하기 위한 LED구동회로; 및
상기 빈(BIN) 구분용 저항과 상기 온도감지용 써미스터의 조합된 저항값을 감지하기 위한 빈저항/써미스터온도 감지회로를 포함하는 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈.
제3항에 있어서,
상기 LED구동회로는,
상기 빈저항/써미스터 온도 감지회로를 통해 입력되는 전압값에 따라 휘도빈을 구분하고, 휘도빈에 따라 기 설정된 전류로 상기 LED칩을 구동하며, 상기 LED칩의 온도증가 시 전류치를 보상하는 것을 특징으로 하는 차량 외장 램프용 LED 어셈블리 모듈.