KR20160082656A - 리어 콤비네이션 램프 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리어 콤비네이션 램프 장치를 개시한다. 상기 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프; 상기 엘이디 채널에 대응되는 채널저항; 및 상기 채널저항에 인가되는 채널저항전압을 승압하고, 승압된 상기 채널저항전압을 이용하여 상기 엘이디 채널의 채널전류가 목표전류로 유지되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

리어 콤비네이션 램프 장치{APPARATUS FOR REAR COMBINATION LAMP}
본 발명은 리어 콤비네이션 램프(Rear Combination Lamp)에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량용 리어 콤비네이션 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 양측 후방에 리어 콤비네이션 램프를 구비한다.
리어 콤비네이션 램프는 방향지시램프, 제동램프, 테일램프, 후진램프 등을 포함하며 후방에서 뒤따르는 타 차량의 운전자에게 자기 차량의 주행의사 및 주행상태를 알리기 위한 수단으로 사용된다.
최근, 고휘도 엘이디(LED:Light Emitted Diode)의 급속한 발전으로 엘이디를 채용한 리어 콤비네이션 램프 및 헤드 램프가 개발되고 있다. 엘이디를 광원으로 채용하는 리어 콤비네이션 램프는 디자인이 다변화되고 있고, 사용하는 엘이디 개수도 많아지고 있는 추세이다.
엘이디 채널의 개수가 많아짐에 따라 엘이디 채널과 연결되는 채널저항의 수도 증가하고 있다. 이러한 채널저항은 채널전류가 흐를 때 열이 발생할 수 있고, 채널저항의 열 발생에 의해 파워 손실도 증가할 수 있다.
파워 손실을 줄이기 위해 채널저항을 제거하면 리어 콤비네이션 램프 장치에 노이즈가 유입될 수 있고, 채널저항의 값을 줄이면 채널저항에 의해 강하되는 채널저항전압이 낮아져서 목표한 채널전류 구동이 어렵고, 출력전압 레귤레이션에 영향을 줄 수 있다.
따라서, 리어 콤비네이션 램프에 복수개의 엘이디 채널을 채용하기 위해서는 채널저항의 열 발생에 의한 파워 손실을 줄이면서 채널전류를 목표전류로 유지시킬 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.
또한, 리어 콤비네이션 램프 장치는 복수개의 엘이디 채널을 구동하기 위해 각 엘이디 채널 별로 반복적인 스위칭이 요구된다. 스위칭은 급격한 전압 변화를 수반하기 때문에 EMI(Electro Magnetic Interference)를 발생하는 주요 원인으로 작용할 수 있다. 따라서, 엘이디 채널의 반복적인 스위칭에 의한 EMI를 줄일 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 엘이디 채널의 채널저항의 열 발생에 의한 파워 손실을 줄일 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 채널저항의 크기를 줄이면서 채널전류를 목표전류로 유지시킬 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 엘이디 채널의 채널기준전압의 슬로프(SLOPE)를 조절하여 채널전류의 슬로프를 조절할 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 채널전류의 슬로프를 조절하여 EMI를 줄일 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 엘이디 채널의 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍 듀티에 따라 채널전류의 슬로프를 가변할 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프; 상기 엘이디 채널에 대응되는 채널저항; 및 상기 채널저항에 인가되는 채널저항전압을 승압하고, 승압된 상기 채널저항전압을 이용하여 상기 엘이디 채널의 채널전류가 목표전류로 유지되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프에 있어서, 채널기준전압 및 비교전압을 비교하여 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 구동 회로; 및 복수개의 펌핑캐패시터를 포함하며, 상기 엘이디 채널에 대응하는 채널저항에 인가되는 채널저항전압을 상기 복수개의 펌핑캐패시터의 펌핑에 의해 승압하여 상기 비교전압으로 제공하는 승압 회로;를 포함한다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 채널기준전압 및 비교전압을 비교하여 엘이디 채널의 구동신호를 출력하는 채널 구동부; 상기 엘이디 채널에 대응되는 채널저항; 복수개의 펌핑캐패시터; 충전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 접지 사이에서 병렬 연결되도록 스위칭하는 복수개의 제1스위치; 방전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 상기 채널 구동부 사이에서 직렬 연결되도록 스위칭하는 제2스위치;를 포함하며, 상기 충전과 상기 방전이 교변하도록 상기 복수개의 제1스위치와 상기 복수 개의 제2스위치의 스위칭이 제어되고, 직렬로 연결된 상기 채널저항과 상기 복수 개의 펌핑캐패시터의 전압의 합이 상기 비교전압으로서 제공됨을 특징으로 한다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프; 상기 엘이디 채널의 인에이블 및 디스에이블 시점에 슬로프(Slope)를 갖는 채널기준전압을 생성하여 제공하는 채널전류 제어부; 및 상기 채널기준전압에 대응하여 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 구동 회로;를 포함한다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널의 인에이블 시점에 상승 슬로프를 가지며 상기 엘이디 채널의 디스에이블 시점에 하강 슬로프를 갖는 램프(RAMP)전압을 생성하여 제공하는 램프전압 생성부; 상기 램프전압과 기준전압의 비교에 대응하여 로직 상태가 결정되는 선택신호를 제공하는 선택 제어부; 상기 선택신호의 로직 상태에 대응하여 상기 램프전압과 기준전압 중 어느 하나를 선택하여 채널기준전압을 제공하는 선택부; 및 상기 채널기준전압의 변화에 대응하여 상기 채널전류가 슬로프를 가지고 상승 및 하강하도록 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 구동 회로;를 포함한다.
본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치는, 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프; 램프 캐패시터를 포함하며, 상기 엘이디 채널의 인에이블 시점에 상기 램프 캐패시터를 충전하고, 상기 엘이디 채널의 디스에이블 시점에 상기 램프 캐패시터를 방전하며, 상기 램프 캐패시터의 충방전에 대응하여 상승 및 하강 슬로프를 갖는 램프(RAMP)전압을 생성하는 램프전압 생성부; 상기 램프전압과 기준전압의 비교에 대응하여 로직 상태가 결정되는 선택신호에 대응하여 상기 램프전압과 기준전압 중 어느 하나를 선택하여 채널기준전압을 제공하는 선택부; 상기 채널기준전압의 변화에 대응하여 슬로프를 가지고 상승 및 하강하는 구동신호를 제공하는 채널 구동부; 및 상기 구동신호의 변화에 대응하여 상기 엘이디 채널의 인에이블 및 디스에이블 시점에 채널전류가 슬로프를 가지고 상승 및 하강되도록 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 스위치;를 포함한다.
본 발명은 엘이디 채널의 채널저항의 값을 줄여 채널저항의 열 발생에 의한 파워 손실을 줄일 수 있다.
본 발명은 줄어든 채널저항 값에 의해 낮아진 채널저항전압을 승압하여 엘이디 채널을 구동하므로 채널저항을 낮게 설계하여도 채널전류를 목표전류로 유지시킬 수 있다.
본 발명은 엘이디 채널의 채널기준전압의 슬로프(SLOPE)를 조절하여 채널전류의 슬로프를 조절할 수 있으므로 엘이디 채널의 채널 스위치에 의한 EMI를 줄일 수 있다.
본 발명은 엘이디 채널의 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍 듀티에 따라 채널전류의 슬로프가 가변되므로 현저히 작은 듀티나 큰 듀티에도 채널전류의 플랫(Flat) 구간이 확보되어 정확한 전류 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 채널저항전압을 펌핑하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 도 1의 엘이디 채널을 구동하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 도 3의 동작 과정을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5은 도 3의 램프 캐패시터의 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 도 5의 스위칭 제어신호를 생성하는 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 엘이디 채널의 듀티에 따라 가변되는 슬로프를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6의 동작을 설명하기 위한 진리표이다.
도 9는 도 6의 동작에 의해 가변되는 채널전류의 슬로프를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 리어 콤비네이션 램프 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예는 리어 콤비네이션 램프(RCL), 컨버터(10), 및 제어부(20)를 포함한다.
리어 콤비네이션 램프(RCL)는 복수개의 엘이디 채널을 갖는 하나의 엘이디 모듈(50)을 포함한다. 엘이디 모듈(50) 내의 복수개의 엘이디 채널은 병렬로 구성될 수 있다. 도 1의 실시예는 하나의 제어부(20)가 엘이디 모듈(50)의 제1 내지 제8채널(CH1~CH8)의 엘이디를 구동하는 것을 예시하고 있다.
차량 제어부(30)는 방향지시신호, 급제동신호, 제동신호, 테일신호 중 적어도 어느 하나에 대응하여 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)에 전달되도록 제어하고, 급제동신호 또는 제동신호에 대응하여 딤신호(DIM)를 제어부(20)에 전달한다.
컨버터(10)는 차량 제어부(30)로부터 공급되는 밧데리 전압(VB)을 이용하여 출력전압(VOUT) 및 내부전압(VIN)을 생성하고, 출력전압(VOUT)을 엘이디 모듈(50)에 공급하며 내부전압(VIN)을 제어부(20)에 공급한다. 일례로, 컨버터(10)는 벅 컨버터가 이용될 수 있다.
제어부(20)는 하나의 반도체 칩으로 구성될 수 있으며, 컨버터(10)로부터 내부전압(VIN)이 공급되면 딤신호(DIM)의 로직 상태에 대응하여 미리 설정된 값을 통해서 엘이디 모듈(50)의 제1 내지 제8채널(CH1~CH8)을 점등 또는 점멸시킨다.
이러한 제어부(20)는 제1 내지 제8채널(CH1~CH8)이 각각 연결되는 피드백 전압단(FB1~FB8)과 채널저항들(R1~R8)이 각각 연결되는 채널저항단(RCH1~RCH8)을 갖는다. 그리고, 제어부(20)는 내부에 스위칭부를 포함할 수 있으며, 스위칭부는 각 피드백 전압단(FB1~FB8)과 각 채널저항단(RCH1~RCH8) 사이에 전류경로를 형성하거나 차단하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하여 스위칭부에 관련한 구성을 보다 상세히 설명한다. 도 2는 예시적으로 하나의 엘이디 채널(CH)과 채널저항(R)에 대응하는 제어부(20)의 구성을 예시한다. 상기한 스위칭부는 채널 스위치(FET)로 구성될 수 있으며, 채널 구동부(GD)의 구동신호(VGD)에 대응하여 피드백 전압단(FB)과 채널저항단(RCH) 사이에 전류경로를 형성한다.
상기한 채널 스위치(FET)는 채널 구동 회로(202)에 포함되며, 채널 구동 회로(202)는 채널 스위치(FET)와 채널 구동부(GD)를 포함할 수 있다.
채널 구동부(GD)는 비교기를 이용하여 구성될 수 있으며 포지티브단(+)에 인가되는 채널기준전압(CH_VREF)과 네가티브단(-)에 인가되는 비교전압(VPUMP)을 비교하고 비교한 결과인 구동 신호(VGD)를 채널 스위치(FET)의 게이트에 제공한다. 여기서, 채널기준전압(CH_VREF)은 엘이디 채널마다 각각 다르게 설정될 수 있고, 비교전압(VPUMP)은 채널저항(R)에 인가되는 채널저항전압(VRCH)을 승압하여 제공되는 것이며, 승압은 펌핑에 의해 수행될 수 있다.
채널저항(R)은 엘이디 채널마다 구비된다. 이러한 채널저항(R)은 엘이디 채널(CH)의 채널전류(ILED)를 목표전류로 유지시키기 위해서 필요하다. 그러나, 채널저항(R)에 채널전류(ILED)가 흐를 때 열이 발생할 수 있고, 열 발생에 의해 파워가 손실될 수 있다.
본 발명은 채널저항(R)의 저항값을 줄여 열에 의한 파워 손실을 줄임과 동시에 엘이디 채널의 채널전류(ILED)를 목표전류로 유지시킬 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하고자 한다.
채널저항(R)의 저항값을 줄임과 동시에 엘이디 채널의 채널전류(ILED)를 목표전류로 유지시키기 위해서는 낮아진 채널저항단(RCH)의 채널저항전압(VRCH)이 보상되어야 한다.
이를 위해 본 발명은 채널저항(R)의 저항값을 낮추고, 낮아진 채널저항전압(VRCH)을 펌핑에 의해 승압하여 채널 구동부(GD)에 제공함으로써 엘이디 채널(CH)의 채널전류(ILED)를 목표전류로 유지하고자 한다.
채널저항전압(VRCH)의 승압은 도 2에 도시한 바와 같이, 승압 회로(201)를 통해 이루어질 수 있다. 승압 회로(201)는 채널저항단(RCH)의 채널저항전압(VRCH)을 펌핑에 의해 승압하고, 채널저항전압(VRCH)을 승압한 비교전압(VPUMP)을 채널 구동부(GD)에 제공한다.
도 2를 참고하면, 승압 회로(201)는 복수개의 펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3), 복수개의 제1스위칭(SWP1~SWP6), 및 복수개의 제2스위치(SWP7~SWP10)를 포함한다.
펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3)는 제1스위칭(SWP1~SWP6)의 스위칭에 의해 채널저항(R)과 병렬로 연결되는 것이 선택될 수 있고, 제2스위치(SWP7~SWP10)의 스위칭에 의해 채널저항(R)과 직렬로 연결되는 것이 선택될 수 있다. 이러한 펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3)는 제1스위칭(SWP1~SWP6)의 턴온에 의해 병렬 연결되면 채널전류(ILED)에 의하여 각각 충전된다. 이때, 제2 스위치(SW7~SW10)는 턴오프 상태를 유지한다. 그리고, 펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3)는 제2스위치(SWP7~SWP10)의 턴온에 의해 직렬 연결되면 비교전압(VPUMP)을 채널 구동부(GD)에 제공한다. 이때, 제1스위치(SW1~SW6)는 턴오프 상태를 유지한다. 그리고, 각 펌핑캐패시터(CP1~CP3)의 충전 용량이 채널저항전압과 동일한 경우, 비교전압(VPUMP)은 채널저항전압(VRCH)이 4배로 승압된 레벨로 제공될 수 있다.
상기한 동작을 위하여, 펌핑캐패시터(CP1~CP3)의 일단은 각 스위치(SWP1~SWP3)를 통하여 공통으로 채널저항(R)에 연결되고 타단은 각 스위치(SWP4~SWP6)를 통하여 접지에 연결되도록 구성된다. 그리고, 스위치(SW7)는 채널저항(R)과 펌핑캐패시터(CP1)의 타단 사이에 구성되고, 스위치(SW8)는 펌핑캐패시터(CP2)의 타단과 펌핑캐피시터(CP1)의 일단 사이에 구성되며, 스위치(SW9)는 펌핑캐패시터(CP3)의 타단과 펌핑캐패시터(CP2)의 일단 사이에 구성되고, 스위치(SW10)는 펌핑캐패시터(CP3)의 일단과 채널 구동부(GD)의 네가티브단(-) 사이에 구성된다. 여기서 제1 및 제2스위치(SWP1~SWP10)는 채널 스위치(FET)보다 빠른 주파수로 스위칭되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 승압 회로(201)는 복수 개의 펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3)를 채널저항(R)과 병렬 연결시켜 충전하고, 복수개의 펌핑캐패시터(CP1,CP2,CP3)를 채널저항(R)과 직렬 연결시켜 충전된 전압들과 채널저항전압(VRCH)의 합을 비교전압(VPUMP)으로서 채널 구동부(GD)에 제공한다.
그리고, 승압 회로(201)는 제2스위치(SWP10)에 병렬 연결된 안정화 캐패시터(CP4)를 더 포함한다. 안정화 캐패시터(CP4)는 비교전압(VPUMP)이 안정적으로 채널 구동부(GD)에 제공될 수 있도록 지원한다.
이와 같이 본 발명은 엘이디 채널의 채널저항(R)의 저항값을 줄일 수 있으므로 채널저항의 열 발생에 의한 파워 손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 채널저항의 저항값을 낮추면서 낮아진 채널저항전압(VCH)을 목표전압까지 펌핑하므로 엘이디 채널의 채널전류를 목표전류로 유지시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 채널전류의 슬로프를 조절할 필요성이 있으며, 이를 위하여 채널기준전압을 제어하는 실시예가 도 3과 같이 예시될 수 있다. 도 3은 도 1의 엘이디 채널을 구동하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예는 채널 구동 회로(202) 및 채널전류 제어부(60)를 포함한다. 채널 구동 회로(202)는 채널 스위치(FET)와 채널 구동부(GD)를 포함할 수 있다.
채널 스위치(FET)는 구동신호(VGD)에 대응하여 피드백 전압단(FB)과 채널저항단(RCH) 사이에 전류경로를 형성하거나 차단한다. 전류경로가 형성되면 채널전류(ILED)에 의해 엘이디 채널(CH)은 발광한다. 도 2는 설명의 간략화를 위해 하나의 엘이디 채널(CH)과 하나의 채널 스위치(FET)만 도시하였지만, 엘이디 채널(CH)마다 채널 스위치(FET)가 구비된다.
채널 구동부(GD)는 채널기준전압(CH_VREF) 및 비교전압을 비교하며, 비교한 결과에 대응하여 구동신호(VGD)를 생성하고, 구동신호(VGD)를 채널 스위치(FET)에 제공한다. 비교전압은 채널저항전압(VRCH)를 이용하며, 채널저항전압(VRCH)은 채널저항(R)에 인가되는 전압이다.
채널기준전압(CH_VREF)과 채널저항전압(VRCH)은 엘이디 채널(CH)의 디밍 제어에 이용되는 전압이다. 그러므로, 채널기준전압(CH_VREF)에 따라 채널전류(ILED)의 크기가 결정될 수 있다. 본 발명은 채널기준전압(CH_VREF)의 레벨이 천이되는 시점에 슬로프를 갖도록 하고, 슬로프를 제어함으로써 채널전류(ILED)의 슬로프를 조절하도록 실시될 수 있다. 그리고, 본 발명은 채널전류(ILED)의 슬로프를 조절함으로써 채널 스위치(FET)의 반복적인 스위칭에 의해 발생할 수 있는 EMI를 줄이고자 한다.
이를 위해 본 발명은 채널기준전압(CH_VREF)이 채널인에이블신호(CH_EN)의 라이징시 슬로프를 갖고 상승하고, 채널기준전압(CH_VREF)이 상승하다가 기준전압(VREF)에 도달하면 플랫(Flat)하게 유지되며, 채널인에이블신호(CH_EN)의 폴링시 채널기준전압(CH_VREF)이 슬로프를 갖고 하강하도록 엘이디 채널(CH)마다 채널전류 제어부(60)를 구비한다.
채널기준전압(CH_VREF)을 생성하는 채널전류 제어부(60)의 구성은 다음과 같다.
도 3을 참고하면, 본 실시예의 채널전류 제어부(60)는 램프전압 생성부(62), 선택부(66), 및 선택 제어부(64)를 포함한다.
램프전압 생성부(62)는 채널인에이블신호(CH_EN)의 라이징시 슬로프를 갖고 상승하고, 채널인에이블신호(CH_EN)의 폴링시 슬로프를 갖고 하강하는 램프전압(CH_RAMP)을 선택부(66)에 제공한다. 이러한 램프전압 생성부(62)는 램프 캐패시터(CRAMP), 충전전류부(Ich), 및 방전전류부(Idis)를 포함한다.
램프 캐패시터(CRAMP)는 하나의 캐패시터로 구성하거나, 엘이디 채널의 인에이블시간(듀티)에 대응하여 개수가 설정되는 복수개의 캐패시터(CR1,CR2,CR3, 도 5 참고)를 구성할 수 있다. 상기와 같은 램프 캐패시터(CRMP)의 상세 구성은 도 5에서 설명하기로 한다.
충전전류부(Ich)는 제1램프제어신호(CH_UP)에 대응하여 램프전압(CH_RAMP)이 슬로프를 갖고 상승하도록 램프 캐패시터(CRAMP)를 충전시킨다. 도 4를 참고하면, 제1램프제어신호(CH_UP)는 채널인에이블신호(CH_EN)의 라이징에 동기되어 활성화되는 신호로 생성될 수 있다.
방전전류부(Idis)는 제2램프제어신호(CH_DW)에 대응하여 램프전압(CH_RAMP)이 슬로프를 갖고 하강하도록 램프 캐패시터(CRAMP)를 방전시킨다. 도 4를 참고하면, 제2램프제어신호(CH_DW)는 채널인에이블신호(CH_EN)가 디스에이블될 때 활성화되는 신호로 생성될 수 있다.
램프전압 생성부(62)는 충전전류부(Ich) 및 방전전류부(Idis)의 전류 크기를 가변하여 램프전압(CH_RAMP)의 슬로프를 조절할 수 있고, 램프 캐패시터의 크기를 가변하여 램프전압(CH_RAMP)의 슬로프를 조절할 수 있다.
선택부(66)는 선택신호(CHOLD)에 대응하여 램프전압(CH_RAMP)과 기준전압(VREF) 중 어느 하나를 채널기준전압(CH_VREF)으로서 선택하여 채널 구동부(GD)에 제공한다. 여기서, 램프전압(CH_RAMP)은 램프 캐패시터(CRAMP)의 충방전에 의해 슬로프를 갖고 상승 또는 하강하는 전압이고, 기준전압(VREF)은 엘이디 채널(CH)의 디밍 제어를 위한 전압으로, 엘이디 채널(CH)마다 각각 다르게 설정될 수 있다. 선택신호(CHOLD)는 램프전압(CH_RAMP)과 기준전압(VREF)의 크기 비교에 따라 로직 상태가 하이 또는 로우로 결정되는 신호이다.
선택 제어부(64)는 램프전압(CH_RAMP)과 기준전압(VREF)의 크기 비교에 따라 로직이 결정되는 선택신호(CHOLD)를 선택부(66)에 제공한다. 일례로, 선택 제어부(64)는 비교기를 이용할 수 있으며, 도 3에서 선택 제어부(64)는 램프전압(CH_RAMP)이 기준전압(VREF)보다 작으면 로우, 램프전압(CH_RAMP)이 기준전압(VREF)보다 크면 하이 로직이 출력되도록 구성하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 실시예는 옵셋전압이 상쇄된 이상적인 비교기가 채용된 것으로 설명하고자 한다.
상기와 같이 구성된 채널전류 제어부(60)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참고하면, 먼저 채널인에이블신호(CH_EN)가 인에이블되면 제1램프제어신호(CH_UP)는 채널인에이블신호(CH_EN)에 동기되어 인에이블된다.
제1 램프제어신호(CH_UP)가 인에이블되면 램프 캐패시터(CRAMP)는 충전전류부(Ich)에 의해 충전되고, 램프 캐패시터(CRAMP)의 충전에 의해 램프전압(CH_RAMP)은 슬로프를 갖고 상승하기 시작한다.
선택 제어부(64)는 슬로프를 갖고 상승하기 시작하는 램프전압(CH_RAMP)과 기준전압(VREF)의 크기를 비교하고, 램프전압(CH_RAMP)이 기준전압(VREF)보다 작으면 로우 로직의 선택신호(CH_HOLD)를 선택부(66)에 제공한다.
선택부(66)는 로우 로직의 선택신호(CHOLD)에 대응하여 램프전압(CH_RAMP)을 선택하여 채널기준전압(CH_VREF)으로서 채널 구동부(GD)에 제공한다. 이때 채널기준전압(CH_VREF)은 슬로프를 가지며 상승한다.
채널 구동부(GD)는 채널기준전압(CH_VREF) 및 채널저항전압(VRCH)을 비교한 결과에 대응하는 구동신호(VGD)를 채널 스위치(FET)에 제공하고, 채널 스위치(FET)는 상승 슬로프를 갖는 채널기준전압(CH_VREF)에 대응하는 상승 슬로프를 갖는 구동신호(VGD)에 대응하여 채널전류(ILED)의 양을 점차 증가시킨다. 즉, 채널전류(ILED)는 슬로프를 갖고 상승하는 채널기준전압(CH_VREF)에 의해 슬로프를 갖고 상승한다.
그리고, 램프 캐패시터(CRAMP)의 충전에 의해 램프전압(CH_RAMP)이 기준전압(VREF)까지 상승하면 선택 제어부(64)는 하이 로직의 선택신호(CH_HOLD)를 선택부(66)에 제공한다.
선택부(66)는 하이 로직의 선택신호(CHOLD)에 대응하여 기준전압(VREF)을 선택하여 채널기준전압(CH_VREF)으로서 채널 구동부(GD)에 제공한다. 그러면 채널전류(ILED)는 기준전압(VREF) 레벨로 플랫 구간을 갖는 채널기준전압(CH_VREF)에 의해 플랫 구간을 갖는다. 상기한 채널전류(ILED)는 채널인에이블신호(CH_EN)가 인에이블 상태를 유지하는 동안 플랫하게 유지된다.
그리고, 채널인에이블신호(CH_EN)가 디스에이블되면 제2램프제어신호(CH_DW)는 채널인에이블신호(CH_EN)에 동기되어 인에이블된다.
제2 램프제어신호(CH_DW)가 인에이블되면, 램프 캐패시터(CRAMP)는 방전전류부(Idis)에 의해 방전되고, 램프 캐패시터(CRAMP)의 방전에 의해 램프전압(CH_RAMP)은 슬로프를 갖고 하강하기 시작한다.
선택 제어부(64)는 슬로프를 갖고 하강하기 시작하는 램프전압(CH_RAMP)과 기준전압(VREF)의 크기를 비교하고, 램프전압(CH_RAMP)이 기준전압(VREF)보다 작아지면 로우 로직의 선택신호(CH_HOLD)를 선택부(66)에 제공한다.
선택부(66)는 로우 로직의 선택신호(CHOLD)에 대응하여 램프전압(CH_RAMP)을 선택하여 채널기준전압(CH_VREF)으로서 채널 구동부(GD)에 제공한다. 이때 채널기준전압(CH_VREF)은 슬로프를 가지며 하강한다.
채널 구동부(GD)는 채널기준전압(CH_VREF) 및 채널저항전압(VRCH)을 비교한 결과에 대응하는 구동신호(VGD)를 채널 스위치(FET)에 제공하고, 채널 스위치(FET)는 하강 슬로프를 갖는 채널기준전압(CH_VREF)에 대응하는 하강 슬로프를 갖는 구동신호(VGD)에 대응하여 채널전류(ILED)의 양을 점차 감소시킨다. 즉, 채널전류(ILED)는 슬로프를 갖고 하강하는 채널기준전압(CH_VREF)에 대응하여 슬로프를 갖고 하강한다.
이와 같이 본 발명은 채널 스위치(FET)가 턴온되거나 턴오프되는 시점에 채널전류(ILED)가 슬로프를 갖고 상승 또는 하강되도록 조절함으로써 스위칭에 의한 EMI를 줄일 수 있다.
한편, 리어 콤비네이션 램프(RCL)의 엘이디 채널(CH)들은 듀티가 각각 다르게 설정될 수 있다. 그리고, 도 1의 제어부(20)는 엘이디 채널(CH)의 피드백전압단(FB)의 전압을 모니터링하여 고장난 엘이디 채널을 판정할 수 있다. 일례로, 특정 엘이디 채널에 쇼트(Short)가 발생한 것으로 판정되면 제어부(20)는 고장난 엘이디 채널의 영향을 최소화하기 위해 해당 엘이디 채널의 듀티를 현저히 작게 설정할 수 있다.
상기와 같이 엘이디 채널의 듀티가 현저히 작게 설정되거나 현저히 크게 설정되면, 채널전류의 슬로프를 조절함에 있어 플랫 구간이 확보되지 않아 엘이디 채널의 채널전류 제어를 정확하게 수행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 엘이디 채널의 PWM 디밍 듀티에 따라 채널전류(ILED)의 슬로프를 가변함으로써 채널전류(ILED)의 플랫 구간을 확보할 수 있는 리어 콤비네이션 램프 장치를 제공하고자 한다. 이를 위해 본 발명은 엘이디 채널의 듀티에 따라 램프 캐패시터(CRAMP)가 가변될 수 있도록 구성한다.
도 5는 도 3의 램프 캐패시터(CRAMP)의 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5을 참고하면, 램프 캐패시터(CRAMP)는 복수개의 캐패시터(CR1,CR2,CR3)를 포함한다. 램프 캐패시터(CRAMP)는 제1 및 제2스위칭 제어신호(EN_SLCH, SL_FULL)에 따라 캐패시터의 개수가 설정될 수 있다. 제1스위칭 제어신호(EN_SLCH)는 채널전류(ILED)의 슬로프 제어를 위한 인에이블신호이고, 제2스위칭 제어신호(SL_FULL)는 슬로프를 가변하기 위한 신호이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2스위칭 제어신호(SL_FULL)는 스위칭신호 생성부(68)에 의해 생성된다. 스위칭신호 생성부(68)는 듀티신호(LHDT)와 제3스위칭 제어신호(SLCH_HALF)에 대응하여 제2스위칭 제어신호(SL_FULL)를 캐패시터(CR3)에 제공한다. 듀티신호(LHDT)는 엘이디 채널의 듀티가 현저히 작거나 커지면 활성화되는 신호로 설정될 수 있다. 일례로, 엘이디 채널의 듀티가 기준범위 이하로 설정되거 기준범위를 초과하여 설정되면 활성화되록 설정될 수 있다.
도 7의 진리표를 참고하면, 제1 및 제2스위칭 제어신호(EN_SLCH, SL_FULL)가 모두 활성화되면 모든 캐패시터(CR1,CR2,CR3)의 충방전에 의해 채널전류(ILED)의 슬로프가 완만하게 상승 및 하강하고, 제1 및 제2스위칭 제어신호(EN_SLCH, SL_FULL)가 모두 비활성화되면 캐패시터(CR1)의 충방전에 의해 채널전류(ILED)의 슬로프가 급하게 상승 및 하강한다. 그리고, 제1스위칭 제어신호(EN_SLCH)가 활성화, 제2스위칭 제어신호(SL_FULL)가 비활성화되면, 도 9에 도시한 바와 같이 캐패시터(CR1,CR2)의 충방전에 의해 채널전류(ILED)가 중간(Half)의 슬로프를 갖고 상승 및 하강한다.
그리고, 본 실시예는 충전전류부(Ich) 및 방전전류부(Idis)의 전류 크기를 가변하여 램프전압(CH_RAMP)의 슬로프를 조절할 수 있다. 일례로, 도 8에 도시한 바와 같이 엘이디 채널의 듀티가 현저히 작게 설정되면 충전전류부(Ich) 및 방전전류부(Idis)의 전류 크기를 크게하여 충방전속도를 높여 채널전류의 플랫 구간을 확보할 수 있도록 구성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 충전전류부(Ich) 및 방전전류부(Idis)의 전류 크기를 가변하거나, 램프 캐패시터의 크기를 가변하여 램프전압(CH_RAMP)의 슬로프를 조절함으로써 채널전류(ILED)의 플랫 구간을 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 엘이디 채널의 채널기준전압(CH_VREF)의 슬로프(SLOPE)를 조절하여 채널전류(ILED)의 슬로프를 조절할 수 있고, 채널전류(ILED)의 슬로프의 조절을 통해 EMI를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 엘이디 채널의 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍 듀티에 따라 채널전류(ILED)의 슬로프를 가변함으로써 채널전류(ILED)의 플랫 구간을 확보하여 정확한 전류 제어가 가능하게 한다.
10 : 컨버터 20 : 제어부
30 : 차량 제어부 RCL : 리어 콤비네이션 램프
50 : 엘이디 모듈 GD : 채널 구동부
FET : 채널 스위치 CP1,CP2,CP3 : 펌핑캐패시터
CP4 : 안정화 캐패시터
SWP1,SWP2,SWP3,SWP4,SWP5,SWP6 : 제1스위치
SWP7,SWP8,SWP9,SWP10 : 제2스위치
60 : 채널전류 제어부 62 : 램프전압 생성부
64 : 선택 제어부 66 : 선택부
68 : 스위칭신호 생성부
CRAMP : 램프 캐패시터

Claims (13)

  1. 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프;
    상기 엘이디 채널에 대응되는 채널저항; 및
    상기 채널저항에 인가되는 채널저항전압을 승압하고, 승압된 상기 채널저항전압을 이용하여 상기 엘이디 채널의 채널전류가 목표전류로 유지되도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 채널저항전압의 배수로 승압하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    채널기준전압 및 비교전압을 비교하여 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 구동 회로; 및
    상기 채널저항에 인가되는 상기 채널저항전압을 승압하고, 승압된 상기 채널저항전압을 상기 비교전압으로서 제공하는 승압 회로;
    를 포함하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 승압 회로는 상기 채널저항전압의 펌핑에 의해 승압하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 승압 회로는
    복수개의 펌핑캐패시터;를 포함하고,
    충전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 선택적으로 상기 채널저항에 병렬 연결되고, 방전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 선택적으로 상기 채널저항에 직렬 연결되며, 상기 복수개의 펌핑캐패시터에 충전된 전압들과 상기 채널저항전압의 합을 상기 비교전압으로서 제공하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 승압 회로는
    복수개의 펌핑캐패시터;
    상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 접지 사이에서 병렬 연결되도록 스위칭하는 복수개의 제1스위치; 및
    상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 상기 채널 구동 회로의 채널구동부 사이에서 직렬 연결되도록 스위칭하는 복수개의 제2스위치;
    를 포함하며,
    상기 복수개의 제1스위치가 턴온되면 상기 복수개의 제2스위치는 턴오프되고, 상기 복수개의 제2스위치가 턴온되면 상기 복수개의 제1스위치는 턴오프되는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 승압 회로는
    상기 복수개의 펌팽캐패시터와 상기 채널 구동부 사이에 안정화 캐패시터;를 더 포함하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  8. 엘이디 채널을 갖는 리어 콤비네이션 램프에 있어서,
    채널기준전압 및 비교전압을 비교하여 상기 엘이디 채널을 구동하는 채널 구동 회로; 및
    복수개의 펌핑캐패시터를 포함하며, 상기 엘이디 채널에 대응하는 채널저항에 인가되는 채널저항전압을 상기 복수개의 펌핑캐패시터의 펌핑에 의해 승압하여 상기 비교전압으로 제공하는 승압 회로;
    를 포함하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 승압 회로는
    상기 비교전압을 상기 채널저항전압의 배수로 승압하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 승압 회로는
    상기 복수개의 펌핑캐패시터에 충전된 전압들과 상기 채널저항전압의 합을 상기 비교전압으로서 제공하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  11. 채널기준전압 및 비교전압을 비교하여 엘이디 채널의 구동신호를 출력하는 채널 구동부;
    상기 엘이디 채널에 대응되는 채널저항;
    복수개의 펌핑캐패시터;
    충전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 접지 사이에서 병렬 연결되도록 스위칭하는 복수개의 제1스위치;
    방전을 위하여 상기 복수개의 펌핑캐패시터가 상기 채널저항과 상기 채널 구동부 사이에서 직렬 연결되도록 스위칭하는 제2스위치;를 포함하며,
    상기 충전과 상기 방전이 교변하도록 상기 복수개의 제1스위치와 상기 복수 개의 제2스위치의 스위칭이 제어되고, 직렬로 연결된 상기 채널저항과 상기 복수 개의 펌핑캐패시터의 전압의 합이 상기 비교전압으로서 제공됨을 특징으로 하는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 펌핑캐패시터는 상기 채널저항의 값에 대응하여 그 개수가 설정되는 리어 콤비네이션 램프 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동신호에 대응하여 상기 엘이디 채널을 온오프하는 채널 스위치;를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2스위치는 상기 채널 스위치보다 스위칭 주파수가 빠르게 설정된 리어 콤비네이션 램프 장치.
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