KR20150143236A - 고효율 차량용 엘이디 램프 - Google Patents

고효율 차량용 엘이디 램프 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor

Abstract

본 발명에 따른 차량용 LED 램프는, 전기를 공급하는 차량전압(이하, "배터리 전압"이라고도 칭함); 복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하; 상기 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로; 상기 부하를 구성하는 각 LED 블록의 전류량을 제한하는 복수(n>= 2) 개의 전류원; 및 상기 복수개의 전류원들을 제어하는 제어기;를 구비하고, 상기 제어기는, 많은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원은 상대적으로 적은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원보다 작은 전류량이 흐르도록 전류원들을 제어하고; 어느 한 시점에서, 점등되는 LED 블록 개수가 변하면 램프 점등전류도 급격히 불연속적으로 변하도록 제어하는 것;을 특징으로 한다.

Description

고효율 차량용 엘이디 램프{LED Lamp for Vehicle having high efficiency}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하를 복수개의 LED 블록으로 구성하고, 차량전압에 따라 점등되는 LED 블록 개수를 다르게 하면서도 밝기가 일정한 차량용 LED 램프에 관한 것이다.
차량용 램프(실내등, 안개등, 스톱램프...) 는 일반적으로 백열 전구를 사용하다가, 최근에는 LED 램프를 채용하는 추세이다.
통상, 차량용 전장시스템 허용 입력전압은 11 V ~ 15 V 정도의 범위를 가진다. 이것은 전장시스템이 배터리 전압( 12 V ) 과 발전기 전압 ( 13 V ~ 15 V ) 모두에서 정상적으로 동작하여야 하기 때문이다.
최근에 개발된 차량용 LED 램프 기술 중에서, 한국 등록특허 10-1263031, 한국 공개특허 10-2012-0003730 ( 이하, "730" 기술이라 칭함 ) 등은 부하를 단일 LED 블록으로 구성하여서, 효율이 낮으며, 열이 많이 발생하는 문제점이 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 730 기술에서는, 허용 입력하한 전압(배터리 전압) 에서 LED 가 점등 되도록 LED 블록을 구성하고, 허용 입력하한보다 높은 전압(발전기 전압) 이 공급될 때는 잉여 전압을 제1 트랜지스터에서 소비하도록 하였다. 따라서,, 차량 운행할 경우에는, 배터리 전압보다 높은 발전기 전압이 공급되므로 상기 제1 트랜지스터의 소비전력이 높아져서 효율이 낮고 열이 많이 발생한다.
또한, 한국 등록특허 10-1349047 (부스트 회로), 한국 등록특허 10-1125014 (벅 회로) 등은 코일을 포함하는 스위칭 방식을 채용하였다. 상기 기술들 에서는 스위칭 노이즈가 많이 발생하며, 상기 노이즈가 차량에 장착된 각종 마이크로 프로세서에 악 영향을 주는 문제점이 있다.
한국 등록특허 10-1263031 한국 공개특허 10-2012-0003730 한국 등록특허 10-1349047 한국 등록특허 10-1125014 한국 공개특허 10-2009-0082276
본 발명은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 도출한 것이다. 즉, 효율이 종래기술 보다 높아서 열 발생이 상대적으로 작으며, 또한 코일을 포함하는 스위칭 회로를 사용하지 않음으로써 스위칭 노이즈 발생을 억제한 차량용 LED 램프를 제공하는데 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는, 전기를 공급하는 차량전압(이하, "배터리 전압"이라고도 칭함); 복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하; 상기 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로; 상기 부하를 구성하는 각 LED 블록의 전류량을 제한하는 복수(n>= 2) 개의 전류원; 및 상기 복수개의 전류원들을 제어하는 제어기;를 구비하는 것이 특징이다.
이때, 상기 제어기는, 많은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원은 상대적으로 적은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원보다 작은 전류량이 흐르도록 전류원들을 제어하고; 어느 한 시점에서, 점등되는 LED 블록 개수가 변하면 램프 점등전류도 급격히 불연속적으로 변하도록 제어하는 것;이 바람직하다.
또한, 상기 제어기는 상기 제어기는 어느 한 시점에서 상기 차량전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정하고; 상기 복수개의 전류원들 중 어느 하나만 전류가 흐르고 나머지 전류원(들)은 모두 전류량 0 가 되도록 제어하거나; 또는 상기 복수개의 전류원들이 모두 소정의 전류량(전류량 0 이상)을 흐르도록 제어하는 것; 중 어느 하나의 방법으로 전류원들을 제어하는 것;이 바람직하다.
또한, 상기 제어기는 특정 개수의 LED 블록이 점등되는 차량전압 구간에서, LED 블록을 점등하는 전류가 일정하게 되도록 고정된 값의 전류설정값으로 해당 전류원을 제어; 또는 배터리 전압이 감소하면 LED 블록을 점등하는 전류도 감소하도록 감소하는 값의 전류설정값으로 해당 전류원을 제어; 중 어느하나의 방법으로 동작하는 ;이 바람직하다.
또한, 상기 각 전류원들의 전류량을 센싱 하는 센싱 저항값은, 각 전류원에 의하여 점등되는 직렬 LED 개수와 "단위 센싱 저항값"의 곱으로 되는 것;이 바람직 하다.
또한, 상기 제어기는 각 전류원의 설정전압(VSET)을 고정된 값의 직류전압 또는 차량전압 중 어느 하나에 근거하여 설정하는 것;이 바람직 하다.
또한, 상기 제어기는 점등되는 LED 개수를 결정하는 기준전압에 히스테리시스 특성을 부여하는 것;바람직 하다.
또한, 상기 부하는 직렬 연결된 LED 개수가 5개 이하 이고; 상기 복수개의 LED 블록중 상대적으로 제일 낮은 전압에서 점등되는 제1 LED 블록은 복수개의 LED 가 직렬 연결되어 구성되고, 나머지 LED 블록은 직렬 연결 LED 개수가 단수개인 것;이 바람직 하다.
또한, 상기 제1 LED 블록의 직렬 LED 개수는 2개 인 것;이 바람직 하다.
또한, 제1 LED 블록의 직렬 LED 개수는 3개 인 것;이 바람직 하다.
또한, 전기를 공급하는 배터리 전압; 복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하; 상기 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로; 상기 부하를 구성하는 각 LED 블록의 전류량을 제한하는 복수(n>= 2) 개의 전류원; 및 상기 복수개의 전류원들을 제어하는 제어기;를 구비하고, 상기 제어기는 어느 한 시점에서 배터리의 과방전을 방지하기위한 판단을하는 소정의 기준전압 이하에서는 배터리 전압이 선형적으로 감소하면 LED 블록 점등전류도 선형적으로 감소하도록 해당 전류원을 제어하는 것;이 바람직 하다.
또한,전기를 공급하는 배터리 전압; 복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하; 상기 배터리 전압이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로; 상기 부하를 구성하는 LED 블록의 전류량을 제한하는 한 개의 전류원; 및 상기 전류원을 제어하는 제어기;를 구비하고, 상기 제어기는 어느 한 시점에서, 상기 배터리 전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정하고; 특정 개수의 LED 블록이 점등되는 배터리 전압 구간에서, 배터리 전압이 감소하면 LED 블록을 점등하는 전류도 감소하도록 해당 전류원을 제어하는 것;이 바람직 하다.
또한, 상기 제어기는 점등되는 LED 블록 개수가 증가하는 순간 LED 블록을 점등하는 전류는 급격히 불연속적으로 감소하도록 해당 전류원을 제어하는것;이 바람직 하다.
이상과 같은 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는, 효율이 종래기술 보다 높아서 에너지가 절감되고, 열 발생이 상대적으로 작으며, 또한 코일을 포함하는 스위칭 회로를 사용하지 않음으로써 스위칭 노이즈 발생을 억제한 차량용 LED 램프가 제공되는 효과가 있다.
도1 은 본 발명의 개념 회로도이다.
도2 는 본 발명의 또 다른 개념 회로도이다.
도3 은 본 발명의 또 다른 개념 회로도이다.
도4 는 본 발명의 구체적인 회로도이다.
도5 는 본 발명의 또 다른 구체적인 회로도이다.
도6 은 본 발명의 또 다른 구체적인 회로도이다.
도7 은 본 발명의 또 다른 회로도이다.
도8 은 본 발명의 또 다른 회로도이다.
도9 는 본 발명의 따른 전압-전류 특성커브이다.
도10 은 본 발명의 또 다른 구체적인 회로도이다.
도11 은 본 발명의 따른 전압-밝기 특성커브이다.
도12 은 본 발명의 따른 구체적인 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석해서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공기구성 및 기능에 대한 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 핵심 개념은, 차량용 LED 램프에서 부하인 LED 를 복수개의 블록으로 구성하고, 낮은 전압이 공급될 때는 적은 개수의 직렬 LED 를 상대적으로 많은 전류로 구동하고, 높은 전압이 공급될 때는 많은 개수의 직렬 LED 를 상대적으로 적은 전류로 구동하여서, LED 램프의 밝기를 일정하게 하는 것이다. 또한, 본 발명을 반도체 집적회로로 구현할 경우 칩 면적을 줄이기 위하여 복수개의 전류원을 사용하는 것이 특징이다.
공칭전압이 12 V 인 배터리를 사용하는 차량에 있어서, 전장시스템 허용 입력전압은 11 V ~ 15 V 정도의 범위를 가진다. 그리고 차량 시동시 배터리 전압이 9.5 V 정도 까지 떨어지기도 한다. 따라서 본 발명의 실시예 에서는, 설계 입력전압을 9 V ~ 16 V 로 가정 하여서 설명한다.
이하 도1 을 참고하여 본 발명에 따른 차량용 LED 램프의 일 예를 설명한다.
먼저, 도1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는, 차량이 공급하는 직류전압(VIN), 부하를 구성하는 제1 LED 블록(11) 내지 제3 LED 블록(13) 및 상기 각 블록의 전류를 제한하는 제1 전류원(CS11) 내지 제3 전류원(CS13) 을 포함하여 구성 된다.
상기 제1 LED 블록(11) 내지 제3 LED 블록(13) 은 모두 직렬로 연결되고, 상대적으로 제일 낮은 전압에서 점등되는 상기 제1 LED 블록(11) 의 아노드에 직류전압 (VIN) 이 공급된다. 그리고 제1 LED 블록(11) 의 캐소드와 접지 사이에 제1 전류원(CS11) 이 설치된다. 또한, 제2 LED 블록(12) 의 캐소드와 접지 사이에 제2 전류원(CS12) 가 설치된다. 동일한 방법으로, 제3 LED 블록(13) 의 캐소드와 접지 사이에 제3 전류원(CS13) 이 설치된다. 이로써 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 전류경로는 LED 블록 개수 만큼 복수개 존재하게 된다.
여기서, 상기 제1 LED 블록(11) 은 3 개의 LED 가 직렬 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수 제한은 없다. 또한, 상기 제2 LED 블록(12) 및 제3 LED 블록(13) 은 1 개의 LED 가 직렬로 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수의 제한은 없다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 상기 부하를 구성하는 각 LED 의 동작전압을 3 V 그리고 상기 각 전류원이 정상적으로 동작하기 위해서 필요한 전류원 양단 최소전압을 0.5 V 로 가정하여서 설명한다.
차량전압(VIN) 이 15.5 V ( = 3 V x 5 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상일 경우는, 상기 제3 전류원(CS13) 은 설정전류가 흐르도록 동작하고, 상기 제1 전류원 (CS11) 및 제2 전류원(CS12) 는 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단)하여서, (직렬) LED 5 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제3 전류원(CS13) 을 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시) 가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN) 이 12.5 V ( = 3 V x 4 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 15.5 V 미만일 경우는, 상기 제2 전류원(CS12) 는 전류가 흐르도록 동작하고, 제1 전류원 (CS11) 및 제3 전류원 (CS13) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단)하여서, (직렬) LED 4 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제2 전류원(CS12) 를 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN) 이 12.5 V 미만인 경우 [ 또는, 차량전압(VIN)이 9.5 V ( = 3 V x 3 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 12.5 V 미만일 경우 ] 는, 제1 전류원(CS11) 은 전류가 흐르도록 동작하고, 제2 전류원(CS12) 및 제3 전류원(CS13) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단)하여서, (직렬) LED 3 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제1 전류원(CS11) 을 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
이로써, 상기 제어기는 차량전압(VIN) 에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정한다. 그리고, 상기 제어기(미도시)가 각 전류원들을 제어할 때, 노이즈에 의한 빈번한 제어 [ 즉, 전류원의 동작/동작(전류차단)의 빈번한 상태변화 ]를 방지하기 위하여 히스테리시스 특성을 가지는 것이 바람직하다.
일반적으로, LED 밝기는 점등전류에 비례한다. 본 실시예에 따른 차량용 LED 램프는, 차량전압(VIN) 에 따라 점등되는 LED 개수가 다르므로, 램프의 밝기를 동일하게 하기 위해서는 구동 전류를 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉, (직렬) LED 3 개의 경우 점등전류를 100 mA 라고 가정하면 밝기는 300 ( = 100 mA x 3 LEDs, 단위는 무시) 이 된다. 따라서 (직렬) LED 4 개의 경우 밝기를 300 으로 하려면, 제2 전류원(CS12)는 75 mA ( = 300 / 4 LEDs) 로 구동하면 된다. 또한, (직렬) LED 개수가 5 개의 경우 밝기를 300 으로 하려면, 제3 전류원(CS13)은 60 mA ( = 300 / 5 LEDs) 로 구동하면 된다. 점등되는 LED 개수가 증가하는 순간에는 LED 점등 전류량이 급격히 불연속적으로 감소하는 것을 알 수 있다. 여기서, 점등전류 "100 mA" 는 부하에 흐르는 최대전류를 상징적으로 서술한 것이며, 특별한 수치로 제한한 것은 아니다.
도1 회로에서, 전류원들이 모두 같은 회로로 구성되고, 전류량 조절신호가 동일한 크기의 신호로 각 전류원들을 제어하고, (동일한 밝기를 구현하기 위하여) 전류량 조절을 위한 센싱 저항값만 다른경우, 각 전류원의 센싱 저항값은 다음 방법으로 간단히 계산된다.
먼저 어떤 조건(점등 LED 개수, 전류량 설정전압, LED 구동 전류량) 에서 해당 전류원의 센싱 저항값을 산출하고, 상기 산출된 센싱 저항값을 점등 LED 개수로 나누어서 한 개의 LED 당 센싱 저항값(이하, "단위 센싱 저항값" 이라 칭함) 을 구한다. 그리고, 각 전류원이 점등하는 LED 개수와 단위 센싱 저항값을 곱하면 각 전류원의 센싱 저항값이 된다.
요약하면, 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는 차량전압이 높아지면, 점등되는 직렬 LED 개수는 증가하고, 점등전류는 감소하여서 램프의 밝기가 일정하게 된다. 또한 종래기술에서는 잉여전압(열로 방출) 이었던 것이, 본 발명에서는 LED 구동전압(빛으로 방출) 이 되므로 전원효율이 높아지며, 열 발생량이 줄어든다. 그리고, 코일을 포함하는 스위칭 회로를 사용하지 않음으로써 스위칭 노이즈 발생을 억제한 차량용 LED 램프가 개시 된다.
도2 는 도1 회로에서 제3 LED 블록(13) 및 제3 전류원(CS13) 을 제거한 것이다.
도2 회로를 사용하여서 각 전류원의 최대 소비전력을 계산해 보면, 제1 전류원 (CS11) 의 최대 소비전력은 300 mW ( LED 1 개가 추가로 점등되는데 필요한 전압 3 V 와 점등전류 100 mA 의 곱 ) 가 된다. 그리고, 제2 전류원(CS12) 의 최대 소비전력은 262.5 mW [ 3.5 V ( = 16 - 12.5 V ) 와 점등전류 75 mA 의 곱 ] 가 된다.
반면에, 단일 LED 블록 ( 3 개 LED 직렬 ) 으로 구성된 종래의 기술에서는 전류원 최대 소비전력이 650 mW [ 6.5 V ( = 16 - 9.5 V ) 와 점등전류 100 mA 의 곱 ] 로써 본 발명 보다 전류원에서 열이 2 배 이상 발생한다.
이상의 설명에서는 제어기는, 차량전압( 이하, 설명의 명확화를 위하여 "차량전기"라 칭하기도함)을 기준으로 점등되는 LED 개수를 결정하였다. 당업자는 차량전기를 다른 파라미터(예를 들면, 전류원 양단전압 또는 전류원 전류) 로 검출하여 점등되는 직렬 LED 개수를 결정하는데 사용할 수 있음은 당연하다.
이하, 차량전기를 전류원 전압과 전류원 전류로 검출하여서 점등되는 직렬 LED 개수를 변경하는 일 예를 설명한다.
통상, 전류원은 전류원의 동작 최소전압 이상이 입력되면, 설정된 전류를 부하에 공급하고, 입력전압과 부하전압의 차는 전류원이 버퍼링 한다. 즉, 설정된 값의 전류를 부하에 공급하면서, 입력전압이 올라가면 전류원 양단전압도 상승하고, 입력전압이 내려가면 전류원 양단전압도 하강한다. 입력전압이 전류원의 동작 최소전압 이하로 내려가면, 부하에 공급되는 전류도 설정값 보다 낮아지면서 전류원 양단전압도 낮아지게 된다.
따라서, 제어기가 n 개의 직렬 LED 가 점등되도록 차량용 램프를 제어하던 중에, 차량전압이 점점 내려가면 해당 전류원(즉, n 개 직렬 LED 를 점등하는 전류원)의 양단전압도 낮아지고, 소정의 값(n 개 점등 전류원의 동작 최소전압) 이하가 되면 전류원 전류도 낮아지게 된다. 따라서 제어기는 1) 전류원 양단전압이 소정의 값(예, 동작 최소전압보다 0.1 V 높은 전압) 이하로 낮아지면 n-1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수 있다. [ 즉, 전류원 양단전압을 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 차량전압(입력)이 변하면 전류원 양단전압(출력)도 바뀌는 것이지, 전류원 양단전압이 변하여서 차량전압이 바뀌는 것이 아님. 따라서 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임.] 또한 제어기는 2) 전류원 양단전압이 소정의 값(예, 동작 최소전압)이하로 낮아져서, 부하에 공급되는 전류가 설정값 이하로 낮아지면 n-1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수도 있다. ( 즉, 전류원 전류를 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임 )
그리고, 제어기가 n 개의 직렬 LED 가 점등되도록 차량용 램프를 제어하던 중에, 차량전압이 점점 올라가면 해당 전류원( 즉, n 개 직렬 LED 를 점등하는 전류원 ) 의 양단전압도 높아진다. 따라서, 제어기는 해당 전류원 양단전압이 소정의 값 ( 예, n+1 개 점등 전류원의 동작 최소전압 보다 0.3 V 높은 전압 ) 이상이 되면 n+1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수 있다. ( 즉, 전류원 양단전압을 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임 )
따라서, 본 발명에 있에서 점등되는 직렬 LED 개수를 결정하는 서술 부분에서 "차량전압이 높아지면" 또는 "차량전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정" 등과 같은 표현에서 차량전압은, 1) 실제 차량전압을 모니터링 한 것, 2) 전류원 전류를 모니터링 한 것, 3) 전류원 양단전압을 모니터링 한 것 등을 포함하는 것으로 광의로 해석하여야 한다.
이하 도3 을 참고하여 본 발명에 따른 차량용 LED 램프의 일 예를 설명한다.
본 실시예는 배터리가 극한적으로 방전 (예를 들어 공칭전압의 75% 수준) 된 경우 에도 실내등과 같은 차량용 LED 램프를 동작가능 하도록 하는 실시예이다.
먼저, 도3 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는, 차량이 공급하는 직류전압(VIN), 부하를 구성하는 제1 LED 블록(21) 내지 제3 LED 블록(23) 및 상기 각 블록의 전류를 제한하는 제1 전류원(CS21) 내지 제3 전류원(CS23) 을 포함하여 구성 된다.
상기 제1 LED 블록(21) 내지 제3 LED 블록(23) 은 모두 직렬로 연결되고, 상대적으로 제일낮은 전압에서 점등되는 제1 LED 블록(21) 의 아노드에 직류전압(VIN) 이 공급된다. 그리고 제1 LED 블록(21) 의 캐소드와 접지 사이에 상기 제1 전류원 (CS21) 이 설치된다. 또한, 제2 LED 블록(22) 의 캐소드와 접지 사이에 제2 전류원(CS22) 가 설치된다. 동일한 방법으로, 제3 LED 블록(23) 의 캐소드와 접지 사이에 제3 전류원(CS23) 이 설치된다. 이로써 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 전류경로는 LED 블록 개수 만큼 복수개 존재하게 된다.
여기서, 상기 제1 LED 블록(21) 은 2 개의 LED 가 직렬 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수 제한은 없다. 또한, 상기 제2 LED 블록(22) 내지 제3 LED 블록(23) 은 1 개의 LED 가 직렬로 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수의 제한은 없다.
이하, 상기 부하를 구성하는 각 LED 의 동작전압을 3 V 그리고 상기 각 전류원이 정상적으로 동작하기 위해서 필요한 전류원 양단 최소전압을 0.5 V 로 가정하여서 설명한다.
차량전압(VIN) 이 12.5 V ( = 3 V x 4 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상일 경우는 , 제3 전류원(CS23) 은 전류가 흐르도록 동작하고, 제1 전류원(CS21) 및 제2 전류원(CS22) 는 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단) 하여서, (직렬) LED 4 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제3 전류원(CS23) 을 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN) 이 9.5 V ( = 3 V x 3 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 12.5 V 미만일 경우는, 제2 전류원(CS22) 는 전류가 흐르도록 동작하고, 제1 전류원(CS21) 및 제3 전류원 (CS23) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단) 시켜서, (직렬) LED 3 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제2 전류원(CS22) 를 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN)이 9.5 V 미만인 경우 [ 또는, 차량전압(VIN) 이 6.5 V ( = 3 V x 2 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 9.5 V 미만일 경우 ] 는, 제1 전류원(CS21) 은 전류가 흐르도록 동작하고, 제2 전류원(CS22) 내지 제3 전류원(CS23) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단) 하여서,(직렬) LED 2 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제1 전류원(CS21) 을 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.
이로써, 상기 제어기는 차량전압(VIN) 에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정한다. 그리고, 상기 제어기(미도시)가 각 전류원들을 제어할 때, 노이즈에 의한 빈번한 제어 [ 즉, 전류원의 동작/동작(전류차단)의 빈번한 상태변화 ]를 방지하기 위하여 히스테리시스 특성을 가지는 것이 바람직하다.
일반적으로, LED 밝기는 점등전류에 비례한다. 본 실시예에 따른 차량용 LED 램프는, 차량전압(VIN) 에 따라 점등되는 LED 개수가 다르므로, 램프의 밝기를 동일하게 하기 위해서는 구동 전류를 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉, (직렬) LED 3 개의 경우 점등전류를 100 mA 라고 가정하면 밝기는 300 ( = 100 mA x 3 LEDs, 단위는 무시) 이 된다. 따라서 (직렬) LED 4 개의 경우 밝기를 300 으로 하려면, 제3 전류원(CS23) 을 75 mA ( = 300 / 4 LEDs) 로 구동하면 된다. 점등되는 LED 개수가 증가하는 순간에는 LED 점등 전류량이 급격히 불연속적으로 감소하는 것을 알 수 있다. 여기서, 점등전류 "100 mA" 는 부하에 흐르는 최대전류를 상징적으로 서술한 것이며, 특별한 수치로 제한한 것은 아니다.
도3 회로에서, 전류원들이 모두 같은 회로로 구성되고, 전류량 조절신호가 동일한 크기의 신호로 각 전류원들을 제어하고, (동일한 밝기를 구현하기 위하여) 전류량 조절을 위한 센싱 저항값만 다른경우, 각 전류원의 센싱 저항값은 다음 방법으로 간단히 계산된다.
먼저 어떤 조건(점등 LED 개수, 전류량 설정전압, LED 구동 전류량) 에서 해당 전류원의 센싱 저항값을 산출하고, 상기 산출된 센싱 저항값을 점등 LED 개수로 나누어서 한 개의 LED 당 센싱 저항값(이하, "단위 센싱 저항값" 이라 칭함) 을 구한다. 그리고, 각 전류원이 점등하는 LED 개수와 단위 센싱 저항값을 곱하면 각 전류원의 센싱 저항값이 된다.
제1 전류원(CS21) 은 배터리가 극한적으로 방전 (예를 들어 공칭전압의 75% 수준, 여기서는 9.5 V ) 된 경우에 동작하므로 상기 제2 전류원(CS22) 보다 많은 전류는 바람직하지 않을 수 있다. 즉, 제1 전류원(CS21)은 상기 제2 전류원(CS22) 와 동일한 전류 또는 그 이하의 전류로 설계하는 것이 바람직할 수 있다. 물론 그렇게 설계하지 않을 수도 있다.
요약하면, 본 발명에 따른 차량용 LED 램프는 차량전압이 높아지면, 점등되는 직렬 LED 개수는 증가하고, 점등 LED 블록 전류는 감소하여서 램프의 밝기가 일정하게 된다. 또한 종래기술에서는 잉여전압(열로 방출) 이었던 것이, 본 발명에서는 LED 구동전압(빛으로 방출) 이 되므로 전원효율이 높아지며, 열 발생량이 줄어들고, 배터리가 극한 적으로 방전된 경우에도 동작한다. 그리고, 코일을 포함하는 스위칭 회로를 사용하지 않음으로써 스위칭 노이즈 발생을 억제한 차량용 LED 램프가 개시 된다.
도3 회로를 사용하여서 각 전류원의 최대 소비전력을 계산해 보면, 제2 전류원 (CS22) 의 최대 소비전력은 300 mW ( LED 1 개가 추가로 점등되는데 필요한 전압 3 V 와 점등전류 100 mA 의 곱 ) 가 된다. 그리고, 제3 전류원(CS23) 의 최대 소비전력은 262.5 mW [ 3.5 V ( = 16 - 12.5 V ) 와 점등전류 75 mA 의 곱 ] 가 된다.
반면에, 단일 LED 블록( 3 개 LED 직렬 ) 으로 구성된 종래의 기술에서는 최대 소비전력이 650 mW [ 6.5 V ( = 16 - 9.5 V ) 와 점등전류 100 mA 의 곱 ] 로써 본 발명 보다 전류원에서 열이 2 배 이상 발생한다.
이상의 설명에서는 제어기는, 차량전압( 이하, 설명의 명확화를 위하여 "차량전기"라 칭하기도함)을 기준으로 점등되는 LED 개수를 결정하였다. 당업자는 차량전기를 다른 파라미터(예를 들면, 전류원 양단전압 또는 전류원 전류) 로 검출하여 점등되는 직렬 LED 개수를 결정하는데 사용할 수 있음은 당연하다.
이하, 차량전기를 전류원 전압과 전류원 전류로 검출하여서 점등되는 직렬 LED 개수를 변경하는 일 예를 설명한다.
통상, 전류원은 전류원의 동작 최소전압 이상이 입력되면, 설정된 전류를 부하에 공급하고, 입력전압과 부하전압의 차는 전류원이 버퍼링 한다. 즉, 설정된 값의 전류를 부하에 공급하면서, 입력전압이 올라가면 전류원 양단전압도 상승하고, 입력전압이 내려가면 전류원 양단전압도 하강한다. 입력전압이 전류원의 동작 최소전압 이하로 내려가면, 부하에 공급되는 전류도 설정값 보다 낮아지면서 전류원 양단전압도 낮아지게 된다.
따라서, 제어기가 n 개의 직렬 LED 가 점등되도록 차량용 램프를 제어하던 중에, 차량전압이 점점 내려가면 해당 전류원(즉, n 개 직렬 LED 를 점등하는 전류원)의 양단전압도 낮아지고, 소정의 값(n 개 점등 전류원의 동작 최소전압) 이하가 되면 전류원 전류도 낮아지게 된다. 따라서 제어기는 1) 전류원 양단전압이 소정의 값(예, 동작 최소전압보다 0.1 V 높은 전압) 이하로 낮아지면 n-1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수 있다. [ 즉, 전류원 양단전압을 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 차량전압(입력)이 변하면 전류원 양단전압(출력)도 바뀌는 것이지, 전류원 양단전압이 변하여서 차량전압이 바뀌는 것이 아님. 따라서 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임.] 또한 제어기는 2) 전류원 양단전압이 소정의 값(예, 동작 최소전압)이하로 낮아져서, 부하에 공급되는 전류가 설정값 이하로 낮아지면 n-1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수도 있다. ( 즉, 전류원 전류를 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임 )
그리고, 제어기가 n 개의 직렬 LED 가 점등되도록 차량용 램프를 제어하던 중에, 차량전압이 점점 올라가면 해당 전류원( 즉, n 개 직렬 LED 를 점등하는 전류원 ) 의 양단전압도 높아진다. 따라서, 제어기는 해당 전류원 양단전압이 소정의 값 ( 예, n+1 개 점등 전류원의 동작 최소전압 보다 0.3 V 높은 전압 ) 이상이 되면 n+1 개의 직렬 LED 를 점등하도록 할 수 있다. ( 즉, 전류원 양단전압을 기준으로 점등 LED 개수를 결정, 실제로는 차량전압을 다른 수단으로 모니터링 한 것임 )
따라서, 본 발명에 있에서 점등되는 직렬 LED 개수를 결정하는 서술 부분에서 "차량전압이 높아지면" 또는 "차량전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정" 등과 같은 표현에서 차량전압은, 1) 실제 차량전압을 모니터링 한 것, 2) 전류원 전류를 모니터링 한 것, 3) 전류원 양단전압을 모니터링 한 것 등을 포함하는 것으로 광의로 해석하여야 한다.
이하 도4 을 참고하여 본 발명에 따른 차량용 LED 램프의 일 예를 설명한다.
도4 는 도1 회로에서 전류원을 더욱 상세하게 도시한 것이다. 따라서 설명의 편의를 위하여 중복되는 설명은 생략하고, 전류원의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명을 한다.
먼저, 전류량 설정전압(VSET) 은 저항(RSH) 및 저항(RSL) 을 사용하여서 고정된 값의 직류전압(DC5V) 을 분압하여서 생성된다. 그리고, 제1 전류원(CS11) 은 전류원에 흐르는 전류량을 센싱하는 제1 센싱저항(RS11), 설정된 전류가 흐르고 잉여전압을 소비하는 제1 FET (M11) 및 상기 전류량 설정전압(VSET) 와 상기 제1 센싱저항(RS11) 의 전압이 일치하도록 상기 제1 FET (M11) 을 조정하는 제1 OP-AMP (A1) 을 포함하여 구성된다. 제2 전류원(CS12) 및 제3 전류원(CS13) 의 구성은 상기 제1 전류원 (CS11) 구성과 동일 하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 전류원 (CS11) 의 정전류 공급 기능은 제1 센싱저항(RS11) 으로 센싱한 전압을 제1 OP-AMP (A1) 에 네거티브 피드백(negative feedback) 함으로써 구현된다. 즉, 제1 OP-AMP (A1) 은 전류량 설정전압(VSET) 와 제1 센싱저항(RS11) 의 전압이 일치하도록 제1 FET (M11) 을 조정한다. 전류원의 설정 전류량은 설정전압(VSET) 를 센싱저항 (RS11) 값으로 나누어 구함은 당연하다.
도4 에서 전류량 설정전압(VSET) 는 모든 전류원에 공급되었다. 즉 모든 전류원의 센싱저항에 걸리는 최대 전압은 모두 동일하다. 만약 전류량 설정전압(VSET) 을 0.2 V 로 설정하고, 제1 FET (M11) 의 포화전압을 0.3 V 로 가정하면, 제1 전류원 (CS11) 이 정상적으로 동작하기 위해서 필요한 전류원 양단 최소전압은 0.5 V 가 된다.
또한, 전류량 설정전압(VSET) 를 변경하면, 전류원에 흐르는 전류가 변경되어, LED 의 밝기가 변하는 디밍 기능을 구현할 수 있다. 전류량 설정전압(VSET) 의 변경은 가변저항이나 마이컴 등의 부품을 사용한 공지기술로 구현이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
도5 는 도4 회로에서 센싱저항(전력저항) 들의 배치를 다르게 한 것이다. 즉, 제3 센싱저항이 도4 에서는 저항(RS13) 으로 구현되지만, 도5 에서는 저항(RS21), 저항(RS22) 및 저항(RS23) 의 직렬로 구현된다. 그리고, 제2 센싱저항은 도4 에서는 저항(RS12) 로 구현되지만 도5 에서는 저항(RS21) 및 저항(RS22) 의 직렬로 구현된다. 즉, 전류원을 반도체 집적회로로 구현할 경우, 도5 회로가 도4 회로 보다 작은 면적으로 구현될 수 있다.
구체적인 수치로 예를 들면, 도4 에서 제1 센싱저항(RS11) 내지 제3 센싱저항 (RS13) 을 각각 10, 15, 20 오옴이라 가정하면 집적회로로 구현될 저항은 45 오옴 이다. 반면에 도5 에서는 저항(RS21) 내지 저항(RS23) 을 각각 10, 5, 5 오옴으로 구현할 수 있어서 집적회로로 구현될 저항은 20 오옴 이 된다. 즉, 저항들의 배치를 다르게 함으로써 센싱저항(전력저항) 이 차지하는 면적을 1/2 이하로 줄일 수 있다.
도6 회로에서는, 센싱저항(RS31) 을 모든 OP-AMP [ 제1 OP-AMP (A1) 내지 제3 OP-AMP (A3) ] 에서 공용으로 사용하여 센싱저항(전력저항)이 차지하는 면적을 더욱 줄인 것이다. 그리고, 고정된 값의 직류전압(VDIM) 을 저항으로 분압하여서, 제1 전류량 설정전압 (VSET1), 제2 전류량 설정전압(VSET2), 및 제3 전류량 설정전압(VSET3) 을 생성하였다.
그리고 전압의 크기는 제1 전류량 설정전압(VSET1) > 제2 전류량 설정전압(VSET2) > 제3 전류량 설정전압(VSET3) 순이다. 상기 제1 전류량 설정전압(VSET1) 은 제1 OP-AMP (A1) 에 공급하고, 상기 제2 전류량 설정전압(VSET2) 는 제2 OP-AMP (A2) 에 공급하고, 상기 제3 전류량 설정전압(VSET3) 은 제3 OP-AMP (A3) 에 공급하였다.
따라서 제1 FET (M31) 내지 제3 FET (M33) 을 통과하여 흐르는 설정 전류량은 각각 (VSET1) / (RS31), (VSET2) / (RS31) 및 (VSET3) / (RS31) 이 되어서, 점등되는 직렬 LED 개수가 많아지면 LED 점등전류는 줄어들게 된다. 이때 어느 한 시점에서, 1 개의 전류원이 동작하고, 나머지 전류원들은 차단 되도록 제어하여야 함은 당연하다.
그리고, 직류전압(VDIM) 을 변경하면, 전류원에 흐르는 전류가 변경되어, LED 의 밝기가 변하는 디밍 기능을 구현할 수 있다. 직류전압(VDIM) 의 변경은 가변저항이나 마이컴 등의 부품을 사용한 공지기술로 구현이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
이하 도7 을 참고하여 차량용 LED 램프의 일 예를 설명한다.
(한국 공개특허 10-2009-0082276 보다 개선된 점을 설명하기 위한 실시예)
앞서 설명한 실시예들은, LED 블록의 개수와 전류원들의 개수가 동일한 것들 이었다. 반면에, 본 실시예는 전류원의 개수가 한 개인 경우이다.
먼저 도7 회로를 살펴보면, 차량이 공급하는 직류전압(VIN), 부하를 구성하는 제1 LED 블록(11) 내지 제3 LED 블록(13), 상기 각 블록들의 전류를 제한하는 한개의 전류원 (CS51), 부하전류가 제2 LED 블록(12) 를 바이패스 하도록 하는 스위치 (SW12), 및 부하전류가 제3 LED 블록(13) 을 바이패스 하도록 하는 스위치 (SW13) 를 포함하여 구성되어 있다.
그리고, 상기 제1 LED 블록(11) 내지 제3 LED 블록(13) 및 전류원(51) 은 모두 직렬로 연결되어 있다. 그리고 상기 스위치(12) 및 스위치(13) 은 직렬로 연결되어 있다.
여기서, 상기 제1 LED 블록(11) 은 2 개의 LED 가 직렬 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수 제한은 없다. 또한, 상기 제2 LED 블록(12) 및 제3 LED 블록(13) 은 1 개의 LED 가 직렬로 연결된 것이며, 병렬연결 LED 개수의 제한은 없다.
이하, 상기 부하를 구성하는 각 LED 의 동작전압을 3 V 그리고 상기 전류원이 정상적으로 동작하기 위해서 필요한 전류원 양단 최소전압을 0.5 V 로 가정하여서 설명한다.
차량전압(VIN) 이 12.5 V ( = 3 V x 4 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상일 경우는, 상기 스위치(SW12) 및 스위치(SW13) 을 차단시켜서, (직렬) LED 4 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하전류는 (직렬) LED 4 개를 통과해서 전류원(CS51) 을 통해서 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 스위치들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN) 이 9.5 V ( = 3 V x 3 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 12.5 V 미만일 경우는, 스위치(SW12) 와 스위치(SW13) 중 하나는 차단시키고 나머지는 도통시켜서, (직렬) LED 3 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하전류는 (직렬) LED 3 개를 통과해서 전류원(CS51) 을 통해서 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 스위치들을 제어하는 것이 바람직하다.
차량전압(VIN) 이 9.5 V 미만인 경우 [ 또는, 차량전압(VIN)이 6.5 V ( = 3 V x 2 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 9.5 V 미만일 경우 ] 는, 스위치(SW12) 및 스위치(SW13) 을 도통시켜서, (직렬) LED 2 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하전류는 (직렬) LED 2 개를 통과해서 전류원(CS51) 을 통해서 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 스위치들을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어기(미도시)가 각 전류원들을 제어할 때, 노이즈에 의한 빈번한 제어 [ 즉, 스위치의 차단/도통의 빈번한 상태변화 ]를 방지하기 위하여 히스테리시스 특성을 가지는 것이 바람직하다.
일반적으로, LED 밝기는 점등전류에 비례한다. 본 실시예에 따른 차량용 LED 램프는, 차량전압(VIN) 에 따라 점등되는 LED 개수가 다르므로, 램프의 밝기를 동일하게 하기 위해서는 구동 전류를 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉, (직렬) LED 2 개의 경우 점등전류를 100 mA 라고 가정하면 밝기는 200 ( = 100 mA x 2 LEDs, 단위는 무시) 이 된다. 따라서 (직렬) LED 3 개의 경우 밝기를 200 으로 하려면, 전류원(CS51) 은 66.7 mA ( = 200 / 3 LEDs) 로 구동하면 된다. 또한, (직렬) LED 4 개의 경우 밝기를 200 으로 하려면, 전류원(CS51) 은 50 mA ( = 200 / 4 LEDs) 로 구동하면 된다. 여기서, 여기서, "100 mA" 는 부하에 흐르는 최대전류를 상징적으로 서술한 것이며, 특별한 수치로 제한한 것은 아니다.
이하, 도7 의 회로를 하나의 집적회로(Integrated Circuit, 이하 "IC" 라 칭함)로 구현하는 경우를 살펴본다. 보다 상세하게는, IC 에서 칩면적의 대부분을 차지하는 것은 부하전류가 통과하는 전력소자들이므로, 전류원(CS51), 스위치(CS12) 및 스위치 (CS13) 의 크기(전류량)를 살펴본다.
앞에서 설명하였듯이, 도7 에서 (직렬) LED 2 개를 점등할 경우는 상기 스위치 (SW12) 및 스위치(SW13) 을 도통하고, 상기 전류원(CS51) 을 100 mA 로 설정하여야 한다. 즉 부하전류는 상기 스위치(SW12), 스위치(SW13) 및 상기 전류원 (CS51) 모두를 통과하므로 모두 100 mA 급으로 제작하여야 한다. 그리고, (직렬) LED 3 개를 점등할 경우와 (직렬) LED 4 개를 점등할 경우는 부하전류량이 각각 66.7 mA 와 50 mA 로써, (직렬) LED 2 개를 점등할 경우 보다 작다. 따라서 IC 는 부하전류 300 mA 급으로 제작하면 된다.
도8 은 도7 회로를 개선(칩면적 축소)한 것으로, 모든 회로구성은 동일하고, 부하전류를 바이패스 시키는 스위치의 배치가 다른 것이다. 즉, 도7 에서 스위치(SW12) 및 스위치(SW13) 은 직렬이고, 도8 에서 스위치(SW22) 및 스위치(SW23) 은 병렬이다.
여기서, 직렬 LED 개수에 따른 스위치의 도통/차단 상태만 다르고, 전류원 설정량은 동일하므로 설명의 편의를 위하여 중복되는 설명은 생략하고, 칩면적의 대부분을 차지하는 스위치(SW22) 및 스위치(SW23) 그리고 전류원(CS52) 의 크기(전류량)에 대하여 상세히 설명을 한다.
도8 에서 (직렬) LED 2 개를 점등할 경우는 상기 스위치(SW22) 는 도통하고, 스위치(SW23) 은 차단하고, 상기 전류원(CS52)을 100 mA 로 설정하여야 한다. 즉 부하전류는 스위치(SW22) 와 전류원(CS52) 를 통과하므로 상기 스위치(SW22) 및 전류원(CS52) 는 모두 100 mA 급으로 제작하여야 한다. 그리고, (직렬) LED 3 개를 점등할 경우는 부하전류량이 66.7 mA 이므로 스위치(SW23)은 66.7 mA 급으로 제작하면 된다. 따라서 칩면적은 부하전류량 266.7 mA 급으로 제작하여야 한다.
이상, 한 개의 전류원을 사용하는 회로를 IC로 구현하는 경우에 칩면적에 대하여 설명하였다. 이하, 다수개의 전류원을 사용한 도3 회로를 IC 로 구현할 경우 칩면적에 대하여 설명한다.
동일한 조건 [ (직렬) 점등 LED 개수, 점등전류] 에서 전류원 전류량을 살펴보면, 제1 전류원(CS21) 은 100 mA, 제 전류원(CS22)는 66.7 mA 그리고 제3 전류원(CS23)은 50 mA 이다. 즉, 도3 회로의 칩면적은 부하전류량 216.7 mA 급이다.
따라서 본 발명에 따른 회로를 하나의 IC 로 제작할 경우, 전류원을 다수개 사용하는 것이 전류원을 한 개 사용하는 것 보다 칩면적이 작아서 가격 경쟁력이 있다.
본 실시예는 차량 시동전과 시동후 차량용 LED 램프의 점등전류를 다르게 한 실시예이다. 보다 상세하게는, 시동전에는 배터리 전기를 사용하므로 전기를 최대한 아낄 필요가 있다. 즉, 시동전에는 배터리 전압이 낮아질수록 차량용 LED 램프에서 소비하는 전류는 낮추어서, 배터리가 과방전되어 시동이 걸리지 않는 문제가 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 시동후에는 발전기에서 전기를 공급해 주어서 배터리 과방전 위험이 해소되므로 차량전압이 변동하여도 동일한 밝기가 되도록 하는 것이 바람직하다.
도9 는, 차량전압( 6 V ~ 16 V )에 따른 차량용 램프의 점등전류를 도시(수평축=전압, 수직축=전류) 한 것이다. 전류파형(A9)는 종래의 백열등(차량용 실내등, 12 V, 10 Watt ) 의 점등전류를 측정하여 도시한 일 예이다. 백열등이 전압 12 V 에서 전류 750 mA 가 흘렀는데, 이것을 100 으로 표준화(Normalize) 하여 나타내었다.
그리고 전류파형(A10)을 본 실시예에 따른 바람직한 LED 램프 점등전류의 일 예이다. 차량전압이 13 V 이상일 경우는 일정한 전류가 차량용 LED 램프에 공급되어서 램프 밝기를 일정하게 한다. 그리고, 차량전압이 13 V 미만일 경우는, 전압이 낮아지면 LED 램프 점등전류를 선형적으로 낮추어서 차량 배터리를 적극적으로 보호한 일 예이다. 즉, 전류파형(A10) 은 배터리를 과방전으로부터 보호하고자 하는 기준전압을 13 V 로 설정한 예이다. 상기 기준전압은 예를 들어 11.5 V 나 12 V 등과 같이 다른 전압으로 변경할 수 있음은 당연하다.
이하 도10 을 참조하여서 전류파형(A10) 을 구현한 일 예를 상세히 설명한다.
도10 은 도4 회로에서 두 가지를 변경한 것이다. 따라서 변경된 두가지만 설명하고, 나머지 회로 부분은 설명의 중복을 피하기 위하여 생략한다.
첫째, 전류량 설정전압(VSET) 을 생성하는 회로가 변경되었다. 도4 회로에서는 고정된 값의 직류전압에서 생성하여서 항상 일정한 값의 전류량 설정전압(VSET) 이 각 전류원에 공급 되었다. 반면에 도10 회로에서는 차량전압(VIN) 에서 생성하여서 차량전압이 변하면 전류량 설정전압 (VSET) 도 변하도록 한 것이다. 즉 도10 회로에서는 차량전압(VIN) 이 내려가면, 전류량 설정전압(VSET) 이 저항(RSH) 및 저항(RSL) 을 사용하여서 차량전압(VIN) 을 분압하여서 생성되므로, 전류량 설정전압(VSET) 도 같이 내려가서 LED 램프 점등전류가 감소하게 된다. 그리고, 배터리를 과방전으로 부터 보호하고자 하는 판단 기준전압 이상에서는 전류량 설정전압 (VSET) 을 일정한 값으로 고정하는 전압 클리퍼(clipper) 회로를 더 구비하는 것이 바람직하다.
둘째, 제1 LED 블록이 도4 회로에서는 3개의 직렬 LED 로 구성되었으나, 도10 회로에서는 2개의 직렬 LED 로 구성되었다.
이하 구체적일 수치를 예를 들어서 본 실시예을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 부하를 구성하는 각 LED 의 동작전압을 3 V 그리고 각 전류원이 정상적으로 동작하기 위해서 필요한 전류원 양단 최소전압을 0.5 V 로 가정한다.
차량전압(VIN) 이 12.5 V ( = 3 V x 4 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상에서는 제3 전류원(CS13) 이 동작하고 나머지 전류원들은 전류량이 0 가 되게 동작(전류차단) 시켜서, (직렬) LED 4 개를 점등하는 것이 바람직하다. 그리고, 차량전압(VIN) 이 13 V (배터리 보호 판단 기준전압) 이상 에서는 고정된 값의 전류량 설정전압 (VSET) 을 제3 전류원에 공급되고, 차량전압이 12.5 V ~ 13.0 V 에서는 차량전압 (VIN) 을 저항으로 분압한 전압을 전류량 설정전압(VSET) 으로 공급한다. 예를 들어서 차량전압(VIN) 을 1 / 100 으로 분압하면, 13 V 가 입력되면 전류량 설정전압 (VSET) 은 0.13 V 가 된다. 그리고, 제3 센싱저항(RS13) 을 1.3 오옴으로 설정하면 LED 램프 점등전류는 100 mA 가 된다.
차량전압(VIN) 이 9.5 V ( = 3 V x 3 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 12.5 V 미만일 경우는, 제2 전류원(CS12) 는 전류가 흐르도록 동작하고, 제1 전류원(CS11) 및 제3 전류원 (CS13) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단) 시켜서, (직렬) LED 3 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제2 전류원(CS12) 를 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어 하는 것이 바람직하다. 그리고, 제2 센싱저항(RS12) 을 제3 센싱저항(RS13) 과 동일한 값으로 설정하면 LED 램프 점등전류는 차량전압(VIN) 에 비례하여서 선형적으로 변동하게 된다.예를 들어서 차량전압(VIN) 을 1 / 100 으로 분압하면, 10 V 가 입력되면 전류량 설정전압 (VSET) 은 0.1 V 가 된다. 그리고, 제2 센싱저항(RS12) 을 상기 제3 센싱저항(RS13) 과 동일하게 1.3 오옴으로 설정하면 LED 램프 점등전류는 76.7 ( = 0.1 V / 1.3 오옴 ) mA 가 된다. 즉, LED 램프 점등전류는 차량전압(VIN) 에 비례하여서 선형적으로 변동하게 된다.
차량전압(VIN)이 9.5 V 미만인 경우 [ 또는, 차량전압(VIN) 이 6.5 V ( = 3 V x 2 직렬 LEDs + 전류원 0.5 V ) 이상 9.5 V 미만일 경우 ] 는, 제1 전류원(CS11) 은 전류가 흐르도록 동작하고, 제2 전류원(CS12) 내지 제3 전류원 (CS13) 은 전류량 0 가 되도록 동작(전류차단) 하여서,(직렬) LED 2 개를 점등하는 것이 바람직하다. 즉 부하를 통과한 전류는 제1 전류원(CS11) 을 통해서만 접지로 흐르도록 제어기(미도시)가 전류원들을 제어하는 것이 바람직하다.그리고, 제1 센싱저항(RS11) 을 제2 센싱저항(RS12) 및 제3 센싱저항(RS13) 과 동일한 값으로 설정하면 LED 램프 점등전류는 차량전압 (VIN) 에 비례하여서 선형적으로 변동하게 된다
상기 제1 센싱저항(RS11) 내지 제3 센싱저항(RS13)을 모두 같은 값으로 설정하면 도9 의 전류파형(A10) 을 만족하는 [ 즉, 13 V ( 배터리 과방전 보호 판단 기준전압 ) 이하에서 차량전압에 비례하여서 LED 구동전규가 감소하는 ] 차량용 LED 램프가 제공된다.
이하 도11 을 참조하여 설명한다.
종래의 차량용 백열등의 특성을 실제 측정하여 그 값들중 일부를 표1 에 나타내었다. 또한, 도11 (수평축=전압, 수직축=밝기) 에서 빛 밝기 파형(B9) 는 종래의 백열등을 실제로 측정(측정거리 125 cm) 하여 밝기를 ( 13V 에서 밝기를 100 으로 환산 하여서 ) 나타낸 것이다. 그리고 빛 밝기 파형(B10) 은 본 실시예에 따른 차량용 LED 램프를 컴퓨터 모의시험한 결과를 도시한 것이다.
전 압
[ V ]		 백열등 전류1)
[ mA ]		 백열등 밝기2)
[ lux ]		 LED 램프 전류3)
[ mA ]		 LED 램프 밝기4)
[ 상대밝기 ]
8 590 302 61.5 30.8
9 470 470 69.5 34.6
10 650 730 76.9 57.7
13 750 1919 100.0 100.0
14 780 2440 100.0 100.0
주1) 백열등 전류는 도9 의 전류파형(A9) 임.
주2) 백열등 밝기는 도11의 빛 밝기 파형(B9) 임.
주3) LED 램프 전류 는 도9 의 전류파형(A10) 임.
주4) LED 램프 밝기는 도11 의 빛 밝기 파형(B10) 임.
도11 에 따르면, 백열등 램프는 차량전압이 14 V 에서 10 V 로 변하면 밝기(B9) 는 약 130 에서 약 60 으로 변한다. 즉, 최대 밝기를 100 으로 보면 최소 밝기는 최대 밝기의 46 % 수준( 46 = 60 / 130 x 100 ) 이다. 반면에 본 실시예에 따른 차량용 LED 램프는 밝기(B11) 가 최대 밝기 100 % 에서 최소 밝기 80 % 수준으로 변한다. 이로써, 배터리의 과방전을 보호하기 위하여 배터리 전압이 낮아지면 점등전류를 낮추면서도 밝기는 종래보다 밝은 차량용 LED 램프가 개시된다.
본 실시예의 단점으로는 점등 LED 개수가 변경되면 밝기가 선형적으로 변경되지 않고 불연속점이 생긴다는 것이다. 즉 도11 에서 빛 밝기 파형(B10)은 배터리 전압 12.5 V 및 배터리 전압 9.5 V 에서 밝기가 각각 96 % 에서 72 %, 55 % 에서 36 % 으로 크게 불연속적으로 떨어졌다.
이하, 상기 불연속점을 제거하여 빛 밝기가 선형으로 변경되는 방법에 대하여 설명한다. 도11 에서 빛 밝기 파형(B10) 을 파형(B11)처럼 바꾸기 위해서는 LED 램프의 점등전류를 (전압 6 V ~ 12.5 V 구간에서) 더 높여야 함을 에서 알 수 있다. 즉, 도10 회로에서 제1 센싱저항(RS11) 및 제2 센싱저항(RS12) 의 값을 제3 센싱저항 (RS13) 보다 더 낮추어야 함을 알 수 있다. 그래서, 제1 실시예 내지 제2 실시예에서 설명하였던 방법으로 제1 센싱저항(RS11) 내지 제2 센싱저항(RS12)을 선정하여 계산한 결과 빛 밝기 파형(B11) 과 같이 빛 밝기에 불연속점이 없고 선형인 빛 밝기를 구현되었다.
다시한번, 각 전류원의 센싱 저항값을 선정하는 방법을 설명하면, 먼저 어떤 조건(점등 LED 개수, 전류량 설정전압, LED 구동 전류량) 에서 해당 전류원의 센싱 저항값을 산출하고, 상기 산출된 센싱 저항값을 점등 LED 개수로 나누어서 한 개의 LED 당 센싱 저항값(이하, "단위 센싱 저항값" 이라 칭함) 을 구한다. 그리고, 각 전류원이 점등하는 LED 개수와 단위 센싱 저항값을 곱하면 각 전류원의 센싱 저항값이 된다.
그리고, 빛 밝기 파형(B11) 을 구현하는 LED 점등전류는 도9 에 도시된 전류파형 (A11) 과 같이 계산 (각 전류원에서, 전류량 설정전압과 각 센싱 저항값으로 계산함 ) 되었다. 본 실시예에 따른 전류파형(A11)의 특징을 살펴보면, 점등 LED 개수가 증가하는 순간 LED 점등전류는 급격히 불연속적으로 감소하였다. 이것은 동일한 밝기를 구현하기위한 본 발명의 제1 실시예 내지 제2 실시예에서도 나타난 현상이다.
본 실시예에서는 다수개의 전류원을 사용하여 배터리 전압이 감소할때 점등전류를 낮추는 방법에 대하여 설명하였으나, 제4 실시예에서 설명한 한 개의 전류원을 사용하는 회로에도, 본 실시예에서 사용된 방법으로 계산된 전류량으로 전류원을 조정하면, 동일한 결과를 얻을 수 있음은 당업자에게는 자명하다.
본 실시예에서는 저항으로 배터리 전압(VIN) 을 분압하여서 전류량 설정전압(VSET) 을 생성하였기 때문에 전류량 감소 기울기가 하나로 고정된다. 다른값의 전류량 감소 기울기를 갖는 전류량 설정전압(VSET) 은, 차량전압(VIN) 을 참조하여서 다른수단 (일 예를 들면 마이컴) 으로 생성할 수 있음은 당업자에게는 당연하다.
본 실시예는 도3 회로를 제어기가 또 다른 방식으로 제어하는 일 예이다.
도12 는 도3 회로에 본 실시예를 위하여 추가적인 설명을 부가한 것으로 회로에 대한 설명은 생략한다. 이하 구체적 수치를 사용한 일 예를 상세히 설명한다.
본 실시예의 기본 개념은, 제어기는 각 전류원을 기 설정된 소정의 값의 전류를 LED 에 공급하도록 설정하고, 각 전류원은 공급된 차량전압이 각 전류원의 최소 동작 전압보다 높으면 설정된 전류를 LED 에 공급하고, 낮으면 ( 제어기에 의하여 설정된 전류값 보다는 낮지만 ) 흘릴 수 있는 최대 전류를 LED 에 공급하도록 하는 것이다. 즉, 모든 전류원이 동시에 동작하여서 LED 에 전류를 공급하도록 하고, 각 전류원의 설정전류는 점등되는 직렬 LED 개수가 많아 질수록 낮아지는 것이 특징이다.
먼저, 도12 에서, 4 개의 직렬 LED 를 점등할 수 있는 전압이 공급되면 제어기는, 2 개의 직렬 LED 를 점등하는 제1 전류원(CS21) 은 40 mA 로 구동하고, 3 개의 직렬 LED 를 점등하는 제2 전류원(CS22) 는 20 mA 로 구동하고, 4 개의 직렬 LED 를 점등하는 제2 전류원(CS22) 는 15 mA 로 구동한다. 즉, 제어기는 ( 공급된 차량전압으로 점등될 수 있는 최대 직렬 LED 개수 이하를 점등하는) 모든 전류원들을 설정된 전류량을 부하인 LED 에 공급하도록 전류원을 제어한다. 이때 각 LED 블록에 공급되는 전류량과 밝기를 계산하면, 제1 LED 블록(21) 에는 75 mA 가 공급되고, 밝기는 150, 제2 LED 블록(22) 에는 35 mA 가 공급되고 밝기는 35, 제3 LED 블록(23) 에는 15mA 가 공급되고 밝기는 15 가 된다. 따라서 총 밝기는 200 ( = 150 + 35 + 15 ) 이 된다. 반면에 차량에서 공급한 전류는 총 75 mA 이고, 상기 차량 전류가 경로를 다르게 하여서 접지로 흐른 것이 된다.
종래의 730 기술이 2 개의 직렬 LED 를 100 mA 로 구동한다고 가정하면, 밝기는 200 ( = 2 LEDs x 100 mA ) 이 된다. 종래기술 보다 LED 개수는 많아 졌지만, LED 칩 면적은 동일 [ LED 칩 200 mA 면적, 종래는 100 mA 급 LED 2 개, 본 발명도 총 200 mA 면적 ( 75 mA 급 LED 2 개, 35 mA 급 1 개, 15 mA 급 1 개 ) ] 하므로 원가는 비슷하다. 반면에 본 실시예에서는 종래의 730 기술 보다 전기를 25 % 적게 사용하면서도 동일 밝기가 구현되므로 에너지 절감 효과가 크다.
특히 공칭전압 12 V 배터리를 사용하는 차량은 일반적으로 12.5 V 이상이 항시 유지되고, 시동을 건 이후에는 13 V 이상이 공급되므로, 4개의 직렬 LED 를 점등하는 경우가 대부분이다. 따라서 본 실시예는 매우 현실적인 개선책이다.
그리고, 도12 에서, 3 개의 직렬 LED 를 점등할 수 있는 전압이 공급되면 제어기는, 앞서 설명한 4 개의 직렬 LED 를 점등하는 경우와 동일한 설정 전류값으로 각 전류원들을 제어하여서, 제1 전류원(CS21) 및 제2 전류원(CS22) 는 설정된 전류를 LED 에 공급 하지만, 제3 전류원(CS23) 은 설정된 값의 전류를 공급할 수 없는 전압이므로 제3 전류원(CS23) 에 의한 LED 점등은 없다. 이때 각 LED 블록에 공급되는 전류량과 밝기를 계산하면, 제1 LED 블록(21) 에는 60 mA 가 공급되고, 밝기는 120, 제2 LED 블록(22) 에는 20 mA 가 공급되고 밝기는 20 이 된다. 따라서 총 밝기는 140 ( = 120 + 20 ) 이 된다. 이때 차량에서 공급한 전류는 총 60 mA 이고, 상기 차량 전류가 경로를 다르게 하여서 접지로 흐른 것이 된다.
또한, 도12 에서, 2 개의 직렬 LED 를 점등할 수 있는 전압이 공급되면 제어기는, 제어기는, 앞서 설명한 4 개의 직렬 LED 를 점등하는 경우와 동일한 설정 전류값으로 각 전류원들을 제어하여서, 제1 전류원(CS21) 은 설정된 전류를 LED 에 공급 하지만, 제2 전류원(CS22) 및 제3 전류원(CS23) 은 설정된 값의 전류를 공급할 수 없는 전압이므로 제2 전류원(CS22) 및 제3 전류원(CS23) 에 의한 LED 점등은 없다. 이때 LED 블록에 공급되는 전류량과 밝기를 계산하면, 제1 LED 블록(21) 에는 40 mA 가 공급되어서, 총 밝기는 80 이 된다. 여기서, LED 2 개 및 LED 3 개를 점등하는 차량전압 구간은 통상 차량이 시동을 걸지 않고, 배터리 전압을 사용하는 구간이다. 따라서, 동일한 밝기를 유지하기 위하여 전류량을 많이 사용하기 보다는, 본 실시예와 같이 배터리를 과방전으로부터 보호하기 위하여서 사용 전류량을 줄이는 것이 바람직할 수도 있다.
본 실시예에서 차량전압에 따라 밝기가 변하는 문제점이 존재하지만, 대부분의 사용환경 ( 차량 시동을 걸고 운행하는 ) 에서 1) 동일한 LED 칩 면적으로 구현 가능하고, 2) 각 전류원을 전류량만 설정하고, 별도로 다른 제어 ( 예, 차단/동작 ) 가 필요하지 않으므로 회로가 간단하여서 원가 경쟁력이 있고, 3) 전기 사용량도 종래보다 25 % 나 절약 되는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하였다.
본 발명에서는 공칭전압이 12 V 인 배터리를 사용하는 차량용 LED 램프를 기준으로 설명하였으나, 24 V, 36 V 등의 배터리를 사용하는 차량용 LED 램프에도 본 발명의 개념을 적용할 수 있음은 당연하다. 이 경우 각 LED 블록은 다수개의 LED 로 구성될 수 있음은 물론이다.
또한 각 LED 의 동작전압 및 전류원이 정상적으로 동작하는 최소전압 등을 구체적인 수치를 인용하여 설명하였으나, 이것은 설명의 편의상 사용한 것이지, 그 값으로 한정한 것은 아니다.
이상, 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 살펴보았으나 이는 예시에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형된 실시예가 가능함을 이해하여야 할 것이다. 그러므로, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
VIN 차량전압, 직류전압
11, 12, 13, 21, 22, 23 LED 블록
CS11, CS12, CS13, CS21, CS22, CS23 전류원
CS51, CS52 전류원
SW12, SW13, SW21, SW22 스위치
A1, A2, A3 OP-AMP
VSET, VSET1, VSET2, VSET3 전류량 설정전압
M11, M12, M13, M21, M22, M23 전류원 출력 FET
RS11, RS12, RS13, RS21, RS22, RS23, RS31 전류 센싱저항
A9, A10, A11 LED 점등전류 파형
B9, B10, B11 LED 램프 밝기 파형

Claims (12)

  1. 차량용 LED 램프에 있어서,
    전기를 공급하는 차량전압(이하, "배터리 전압"이라고도 칭함);
    복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하;
    상기 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로;
    상기 부하를 구성하는 각 LED 블록의 전류량을 제한하는 복수(n>= 2) 개의 전류원; 및 상기 복수개의 전류원들을 제어하는 제어기;를 구비하고,

    상기 제어기는, 많은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원은 상대적으로 적은 개수의 LED 블록을 점등하는 전류원보다 작은 전류량이 흐르도록 전류원들을 제어하고; 어느 한 시점에서, 점등되는 LED 블록 개수가 변하면 램프 점등전류도 급격히 불연속적으로 변하도록 제어하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 어느 한 시점에서 상기 차량전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정하고; 상기 복수개의 전류원들 중 어느 하나만 전류가 흐르고 나머지 전류원(들)은 모두 전류량 0 가 되도록 제어하거나; 또는 상기 복수개의 전류원들이 모두 소정의 전류량(전류량 0 이상)을 흐르도록 제어하는 것; 중 어느 하나의 방법으로 전류원들을 제어하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제어기는 특정 개수의 LED 블록이 점등되는 차량전압 구간에서, LED 블록을 점등하는 전류가 일정하게 되도록 고정된 값의 전류설정값으로 해당 전류원을 제어; 또는 배터리 전압이 감소하면 LED 블록을 점등하는 전류도 감소하도록 감소하는 값의 전류설정값으로 해당 전류원을 제어; 중 어느하나의 방법으로 동작하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 각 전류원들의 전류량을 센싱 하는 센싱 저항값은, 각 전류원에 의하여 점등되는 직렬 LED 개수와 "단위 센싱 저항값"의 곱으로 되는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제어기는 각 전류원의 설정전압(VSET)을 고정된 값의 직류전압 또는 차량전압 중 어느 하나에 근거하여 설정하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제어기는 점등되는 LED 개수를 결정하는 기준전압에 히스테리시스 특성을 부여하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부하는 직렬 연결된 LED 개수가 5개 이하 이고;
    상기 복수개의 LED 블록중 상대적으로 제일 낮은 전압에서 점등되는 제1 LED 블록은 복수개의 LED 가 직렬 연결되어 구성되고, 나머지 LED 블록은 직렬 연결 LED 개수가 단수개인 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 LED 블록의 직렬 LED 개수는 2개 인 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 제1 LED 블록의 직렬 LED 개수는 3개 인 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  10. 차량용 LED 램프에 있어서,
    전기를 공급하는 배터리 전압;
    복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하;
    상기 차량전압(VIN) 이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로;
    상기 부하를 구성하는 각 LED 블록의 전류량을 제한하는 복수(n>= 2) 개의 전류원; 및 상기 복수개의 전류원들을 제어하는 제어기;를 구비하고,

    상기 제어기는 어느 한 시점에서 배터리의 과방전을 방지하기위한 판단을하는 소정의 기준전압 이하에서는 배터리 전압이 선형적으로 감소하면 LED 블록 점등전류도 선형적으로 감소하도록 해당 전류원을 제어하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  11. 차량용 LED 램프에 있어서,
    전기를 공급하는 배터리 전압;
    복수(n>=2) 개의 LED 블록들이 직렬로 연결된 부하;
    상기 배터리 전압이 LED 블록을 점등하는 복수(n>=2)개의 전류경로;
    상기 부하를 구성하는 LED 블록의 전류량을 제한하는 한 개의 전류원; 및 상기 전류원을 제어하는 제어기;를 구비하고,

    상기 제어기는 어느 한 시점에서, 상기 배터리 전압에 의해 점등될 수 있는 최대 LED 블록 개수를 결정하고; 특정 개수의 LED 블록이 점등되는 배터리 전압 구간에서, 배터리 전압이 감소하면 LED 블록을 점등하는 전류도 감소하도록 해당 전류원을 제어하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
  12. 제 12항에 있어서, 상기 제어기는 점등되는 LED 블록 개수가 증가하는 순간 LED 블록을 점등하는 전류는 급격히 불연속적으로 감소하도록 해당 전류원을 제어하는 것;을 특징으로 하는 차량용 LED 램프.
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