KR20180090552A - 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 - Google Patents

발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 Download PDF

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KR20180090552A KR1020170015535A KR20170015535A KR20180090552A KR 20180090552 A KR20180090552 A KR 20180090552A KR 1020170015535 A KR1020170015535 A KR 1020170015535A KR 20170015535 A KR20170015535 A KR 20170015535A KR 20180090552 A KR20180090552 A KR 20180090552A
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Abstract

본 발명은 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 장치는, 외부에서 입력된 전압의 크기를 변환하여 공용 구동 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터, 제1 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제1 개별 구동전압을 생성하는 제1 출력부 및 제2 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제2 개별 구동전압을 생성하는 제2 출력부를 포함하는 공용 구동 모듈;
하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제1 발광 모듈 및 상기 제1 개별 구동전압에 기초하여 상기 제1 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제1 발광 어레이 모듈; 및 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제2 발광 모듈 및 상기 제2 개별 구동전압에 기초하여 상기 제2 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제2 발광 어레이 모듈;를 포함할 수 있다.

Description

발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명{LIGHT EMITTING DEVICE AND LITHT EMITTING DEVICE FOR AUTOMOBILE USING THE SAME}
본 발명은 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명에 관한 것이다.
최근 차량용 램프를 비롯한 여러 분야에서 발광 모듈로 LED(light emitting diode)가 널리 사용되고 있으며, 나아가 LED보다 색 재현성이 좋고 구동속도가 빠른 OLED(organic light emitting diode)의 사용이 증가하고 있다.
상기와 같은 발광 모듈은 후레쉬용 고휘도 광원, 휴대용 전자 제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 PDA 등)에 사용되는 액정 디스플레이의 후 광원(Back light), 전광판용 광원, 조명 및 스위치 조명 광원, 표시등 및 교통 신호등의 광원으로 그 사용 범위가 날로 확대되고 있다.
한편, 상기와 같은 발광 모듈은 구동 모듈로부터 공급되는 구동 전원을 수신하고, 상기 수신한 구동 전원을 이용하여 빛을 발생한다.
상기와 같은 발광 모듈은 엘이디 어레이 모듈(LAM: LED Array Module)라고 불리우고, 상기 구동 모듈은 엘이디 드라이브 모듈(LDM: LED Drive Module)이라 불리운다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광장치(10)는 다수의 구동 모듈 및 다수의 발광 모듈은 포함한다.
즉, 다수의 발광 모듈은, 제 1 발광 모듈(20), 제 2 발광 모듈(30) 및 제 N 발광 모듈(40)을 포함한다. 그리고, 상기 다수의 구동 모듈은 상기 다수의 발광 모듈에 동작 전압을 공급해주며, 이를 위해 제 1 발광 모듈(20)에 동작 전압을 공급하는 제 1 구동 모듈(50), 제 2 발광 모듈(30)에 동작 전압을 공급하는 제 2 구동 모듈(60) 및 제 N 발광 모듈(40)에 동작 전압을 공급하는 제 N 구동 모듈(70)을 포함한다.
상기 제 1 내지 제 N 발광 모듈(20, 30, 40)은, 차량의 서로 다른 위치에 각각 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 제 N 발광 모듈(20, 30, 40)은 DRL(Day Running Light), PSTN(Position Lamp), TSL(Turn Signal Lamp) 등을 포함하는 프런트 램프와, 스탑 램프, 테일 램프, 턴 시그널 램프, 후진 램프 및 안개등 등을 포함하는 리어 콤비네이션 램프를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 각각의 구동 모듈의 세부 구성 회로도이다.
도 2를 참조하면, 상기 다수의 구동 모듈 각각은, 전원을 입력받는 전원 입력부(81)와, 상기 전원 입력부(81)를 통해 입력된 전원을 변환하는 정전압 회로(82)와, 상기 정전압 회로(82)를 통해 변환된 전원을 해당 발광 모듈로 공급하는 정전류 회로(83)를 포함한다.
상기와 같은 정전압 회로(82)는 상기 제 1 내지 제 N 발광 모듈(20, 30, 40)을 모두 커버하도록 구성되는 것이 아니라, 자신이 제어하는 특정 발광 모듈의 동작 전압에 맞게 전압을 출력한다.
그리고, 정전류 회로(83)도 상기 정전압 회로(82)와 마찬가지로, 자신이 제어하는 특정 발광 모듈의 동작 전류에 맞게 정전류 제어를 수행한다.
상기와 같이 다수의 구동 모듈은 자신이 제어하는 특정 발광 모듈의 사양에 맞게 설계되며, 이에 따라 상기 발광 모듈의 수에 따라 상기 구동 모듈이 각각 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 발광 장치(10)는 발광 모듈의 수만큼 상기 구동 모듈의 수가 증가하게 되며, 상기와 같은 구동 모듈의 증가로 인한 제품 단가 상승 및 제품 개발 손실이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 발광 장치(10)는 다수의 구동 모듈 각각이 서로 다른 스위칭 주파수에 따르게 되며, 서로 다른 스위칭 주파수로 인하여 인접한 발광 모듈에 간섭 등이 발생하는 문제점이 있다.
실시예에서는, 새로운 구조를 가지는 발광 장치 및 이를 포함하는 차량 조명을 제공한다.
또한, 실시예에서는 발광 모듈에 구동전원을 공급하는 구동 모듈을 공용으로 사용 가능한 공용 구동 모듈과, 각각의 발광 모듈에 개별적으로 사용되는 개별 구동 모듈로 구분한 발광 장치 및 이를 포함하는 차량 조명을 제공한다.
또한, 실시예에서는 하나의 스위칭 주파수로 공용 구동 모듈에서 구동전원을 생성하므로 개별 구동 모듈 또는 개별 발광 모듈간에 스위칭 노이즈로 인한 간섭을 방지한다.
또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈에서 개별 구동 모드로 개별적으로 구동전원을 제공한다.
또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈의 각 출력부가 에너지 저장 소자를 구비하여 구동전원을 안정적으로 제공한다.
또한, 실시예에서는 발광 모듈과, 상기 발광 모듈에 개별적으로 사용되는 개별 구동 모듈을 하나의 모듈로 통합한 발광 장치 및 이를 포함하는 차량 조명을 제공한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 발광 장치는, 외부에서 입력된 전압의 크기를 변환하여 공용 구동 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터, 제1 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제1 개별 구동전압을 생성하는 제1 출력부 및 제2 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제2 개별 구동전압을 생성하는 제2 출력부를 포함하는 공용 구동 모듈; 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제1 발광 모듈 및 상기 제1 개별 구동전압에 기초하여 상기 제1 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제1 발광 어레이 모듈; 및 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제2 발광 모듈 및 상기 제2 개별 구동전압에 기초하여 상기 제2 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제2 발광 어레이 모듈;를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 상기 제1 에너지 저장 소자는 트랜스포머이고, 상기 제1 에너지 저장 소자는 상기 공용 구동 전압을 권선비에 의해 상기 제1 개별 구동전압으로 유기할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 상기 제2 에너지 저장 소자는 커패시터이고, 상기 제2 에너지 저장 소자는 상기 공용 구동 전압에 기초하여 저장된 커패시터의 에너지를 이용하여 상기 제2 개별 구동전압을 생성할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 제1 개별 구동 모듈은 상기 제1 개별 구동 전압에 기초하여 동작 전류를 생성하는 제1 정전류부와 상기 제1 정전류부의 과전류 생성을 방지하는 제1 과전류 방지부를 포함하고, 상기 제1 정전류부는 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자의 베이스단과 콜렉터 단을 연결하는 제2 저항을 포함하고, 상기 제1 과전류 방지부는 상기 제2 스위칭 소자의 베이스 단에 콜렉터 단이 연결되는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자의 베이스 단과 이미터 단을 연결하는 제1 저항을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 제2 개별 구동 모듈은 상기 제2 개별 구동 전압에 기초하여 동작 전류를 생성하는 제2 정전류부와 상기 제2 정전류부의 과전류 생성을 방지하는 제2 과전류 방지부를 포함하고, 상기 제2 정전류부는 제3 스위칭 소자와, 상기 제3 스위칭 소자의 베이스 단과 콜렉터 단을 연결하는 제6 저항을 포함하고, 상기 제2 과전류 방지부는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터의 캐소드에 일단이 연결되고 상기 제3 스위칭 소자의 베이스 단에 타단이 연결되는 제3 저항, 상기 션트 레귤레이터의 레퍼런스 단에 일단이 연결되고 상기 션트 레귤레이터의 애소드에 타단이 연결되는 제4 저항을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 상기 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 상기 DC-DC 컨버터는 제1 스위치를 포함하고, 펄스 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력된 전압의 크기를 변환하여 상기 공용 구동 전압을 출력하고, 상기 공용 구동 모듈은 상기 제1 스위치에 흐르는 전류를 센싱하여 제1 피드백 신호를 생성하는 제1 피드백부 및 상기 제1 피드백 신호에 기초하여 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 변조부를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제3 발광 모듈 및 제3 개별 구동전압에 기초하여 상기 제3 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제3 개별 구동 모듈을 더 포함하고, 상기 공용 구동 모듈은 상기 제3 발광 모듈에 입력되는 전류를 센싱하여 제2 피드백 신호를 생성하는 제2 피드백부를 더 포함하고, 상기 펄스폭 변조부는 상기 제2 피드백 신호에 기초하여 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 변조부를 더 포함하고, 상기 제2 출력부는 상기 공용 구동 전압에 기초하여 상기 제3 개별 구동전압을 생성할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 장치는, 상기 펄스폭 변조부는 상기 제1 피드백 신호와 기 설정된 제1 기준전압을 비교하는 비교기를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 차량용 조명은, 렌즈 하우징; 상기 렌즈 하우징 내에 배치되고, 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제1 발광 모듈 및 상기 제1 개별 구동전압에 기초하여 상기 제1 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제1 발광 어레이 모듈; 상기 렌즈 하우징 내에 배치되고, 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제2 발광 모듈 및 상기 제2 개별 구동전압에 기초하여 상기 제2 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제2 발광 어레이 모듈; 상기 제1 발광 어레이 모듈 및 상기 제2 발광 어레이 모듈과 분리되며, 외부에서 입력된 전압의 크기를 변환하여 공용 구동 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터, 제1 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제1 개별 구동전압을 생성하는 제1 출력부 및 제2 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제2 개별 구동전압을 생성하는 제2 출력부를 포함하는 공용 구동 모듈; 및 상기 제1 발광 어레이 모듈 및 상기 제2 발광 어레이 모듈의 전방에 배치되는 렌즈를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 구동 모듈 중 일부를 다수의 발광 모듈에서 공용 사용 가능하도록 표준화함으로써, 상기 구동 모듈의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 낮출 수 있을 뿐 아니라, 제품 부피를 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면 구동 모듈 내에서 각각의 발광 모듈의 사양에 맞게 설계 되어야 하는 정전류 회로를 제외하여 공용 구동 모듈을 구성함으로써, 상기 공용 구동 모듈을 구성하는 기판의 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이에 따른 제품 부피를 최소화하여 디자인 자유도가 향상된다.
또한, 실시 예에서는, 개별 구동 모듈과 발광 모듈을 하나의 패키지로 통합함으로써, 제품 부피를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 절감할 수 있다.
또한, 실시예에서는 하나의 스위칭 주파수로 공용 구동 모듈에서 구동전원을 생성하므로 개별 구동 모듈 또는 개별 발광 모듈간에 스위칭 노이즈로 인한 간섭을 방지한다.
또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈에서 개별 구동 모드로 개별적으로 구동전원을 제공한다.
또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈의 각 출력부가 에너지 저장 소자를 구비하여 구동전원을 안정적으로 제공한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 각각의 구동 모듈의 세부 구성 회로도이다.
도 3은 실시예에 따른 발광 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 공용 구동 모듈(200)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 실시예에 따른 공용 구동 모듈(200)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7 내지 9는 실시예에 따른 차량용 조명을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관 련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 실시예에 따른 발광 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치(100)는 공용 구동 모듈(200) 및 발광 어레이 모듈(300)를 포함한다.
또한, 상기 발광 어레이 모듈(300)는 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)을 포함한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330) 각각은, 개별 구동 모듈(311) 및 발광 모듈(312)을 포함한다.
실시예에서는 발광 모듈(312)에 구동 전원을 공급하는 구동 모듈을 고정부와 변동부로 구성한다. 상기 고정부는 상기 발광 모듈(312)의 부하 사양이 변화하여도 내부 회로 설계가 변화하지 않는 구동 모듈이며, 상기 변동부는 상기 발광 모듈(312)의 부하 사양에 따라 변화하는 구동 모듈이다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기 구동 모듈을 고정부에 대응하는 공용 구동 모듈과, 상기 변동부에 대응하는 개별 구동 모듈로 분리한다. 이에 제한되는 것은 아니고 상기 구동 모듈에서 제1 내지 제N 출력부(260 내지 280)은 상기 발광 모듈(312) 또는 상기 개별 구동 모듈(311)의 구성에 따라 내부 회로 설계가 변화할 수 있다.
그리고, 상기 개별 구동 모듈은, 상기 공용 구동 모듈과 동일한 기판 위에 배치되지 않도록 하여, 상기 공용 구동 모듈의 사이즈를 축소할 수 있도록 하고, 그에 따른 발열 문제를 최소화할 수 있도록 한다.
또한, 상기 개별 구동 모듈(311)은 상기 발광 모듈(312)과 별개로 구성하는 것이 아니라, 상기 발광 모듈(312)과 통합한 하나의 통합 모듈로 제공한다. 이때, 상기 개별 구동 모듈(311)은 해당 발광 모듈(312)의 사양에 맞게 내부 회로가 설계된다. 또한, 상기 개별 구동 모듈(311)은 상기 공용으로 사용되는 공용 구동 모듈(200)을 제외한 일부 구동 회로만이 포함됨으로써, 상기 발광 모듈(312)과의 통합에 따른 발열 문제를 최소화할 수 있다.
상기 공용 구동 모듈(200)는 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)과 공통 연결되며, 그에 따라 상기 공통 연결된 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)로 동작 전압을 출력한다.
특히, 상기 공용 구동 모듈(200)은 하나의 스위칭 주파수에 기초하여 공용 구동전압을 생성할 수 있다. 실시예에서는 하나의 스위칭 주파수로 공용 구동 모듈(200)에서 공용 구동전압을 생성하므로 복수의 발광 어레이 모듈간에 스위칭 노이즈로 인한 간섭을 방지한다.
또한, 상기 공용 구동 모듈(200)은 복수의 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 출력부는 제1 출력부(260) 내지 제N 출력부(280)를 포함할 수 있다. 출력부는 에너지 저장 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어 에너지 저장 소자는 트랜스포머, 인덕터, 커패시터 등일 수 있다. 복수의 출력부는 공용 구동전압에 기초하여 복수의 개별 구동전압을 출력할 수 있다. 실시예에서는 공용 구동 모듈의 각 출력부가 에너지 저장 소자를 구비하여 구동전원을 안정적으로 제공한다.
또한, 상기 공용 구동 모듈(200)의 복수의 출력부에서 출력되는 각각의 개별 출력 전압은 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)로 각각 입력된다.
상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330) 각각은, 상기 공용 구동 모듈(200)로부터 출력되는 개별 구동전압을 수신하고, 상기 수신한 개별 구동전압을 토대로 정전류 제어를 수행하여 각각의 발광 모듈(312)에 공급한다.
상기 각각의 발광 모듈(312)은 상기 정전류 제어에 의해 공급되는 전원을 토대로 동작하여 각각의 설치 위치에서 빛을 발생한다.
상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)은 차량의 서로 다른 위치에 각각 설치되어, 상기 설치 위치에서 빛을 발생하는 램프일 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)은 DRL(Day Running Light)에 대응하는 제 1 발광 어레이 모듈, PSTN(Position Lamp)에 대응하는 발광 어레이 모듈, TSL(Turn Signal Lamp)에 대응하는 제 3 발광 어레이 모듈, 스탑 램프에 대응하는 제 4 발광 어레이 모듈, 테일 램프에 대응하는 제 5 발광 어레이 모듈, 턴 시그널 램프에 대응하는 제 6 발광 어레이 모듈, 후진 램프에 대응하는 제 7 발광 어레이 모듈 및 안개등에 대응하는 제 8 발광 어레이 모듈, 전조등에 대응하는 제 9 발광 어레이 모듈 등을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)은 각각의 부하 사양에 따라 발광 모듈(312)을 구성하는 발광 소자의 사양이나 수가 변화한다.
이에 따라, 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330) 각각은 각각의 발광 모듈(312)의 사양에 맞게 상기 각각의 발광 모듈(312)로 공급되는 전원을 제어하는 개별 구동 모듈(311)을 포함한다.
여기에서, 상기 개별 구동 모듈(311)은 정전류 제어를 수행하는 정전류 제어 회로, 과전류로 인한 회로 손상을 방지하기 위한 과전류 보호부를 포함할 수 있다.
따라서, 실시 예에 의하면, 구동 모듈 중 일부를 다수의 발광 모듈에서 공용 사용 가능하도록 표준화함으로써, 상기 구동 모듈의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 낮출 수 있을 뿐 아니라, 제품 부피를 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면 구동 모듈 내에서 각각의 발광 모듈의 사양에 맞게 설계 되어야 하는 정전류 회로를 제외하여 공용 구동 모듈을 구성함으로써, 상기 공용 구동 모듈을 구성하는 기판의 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이에 따른 제품 부피를 최소화하여 디자인 자유도가 향상된다. 또한, 실시 예에서는, 개별 구동 모듈과 발광 모듈을 하나의 패키지로 통합함으로써, 제품 부피를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 절감할 수 있다. 또한, 실시예에서는 하나의 스위칭 주파수로 공용 구동 모듈에서 구동전원을 생성하므로 개별 구동 모듈 또는 개별 발광 모듈간에 스위칭 노이즈로 인한 간섭을 방지한다. 또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈에서 개별 구동 모드로 개별적으로 구동전원을 제공한다. 또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈의 각 출력부가 에너지 저장 소자를 구비하여 구동전원을 안정적으로 제공한다.
도 4는 도 3에 도시된 공용 구동 모듈(200)을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 공용 구동 모듈(200)은 배터리(210), 보호 회로부(220), DC-DC 컨버터(230), 피드백부(240), 펄스폭 변조부(250), 제1 출력부(260), 제2 출력부(270)를 포함할 수 있다.
배터리(210)는 다수의 발광 모듈(312)을 구동하기 위한 입력 전원을 상기 공용 구동 모듈(200)로 공급할 수 있다.
이때, 상기 배터리(210)는 상기 입력 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단의 일 예이며, 이는 다른 수단으로 대체될 수 있다.
또한, 도면 상에서 상기 배터리(210)가 상기 공용 구동 모듈(200) 내에 포함된다고 하였으나, 상기 배터리(210)는 상기 공용 구동 모듈(200)로 전원을 공급하기 위한 수단이기 때문에 상기 공용 구동 모듈(200)와는 별개로 구성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기와 같은 발광 장치가 차량 램프에 사용되는 경우, 상기 배터리(210)는 차량의 배터리일 수 있으며, 상기 공용 구동 모듈(200)은 상기 배터리(210)와 별개로 구분된 기판 위에 배치될 수 있다.
또한, 상기 배터리(210)는 직류 전원을 상기 DC-DC 컨버터(230)에 공급하도록 구성될 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니며, 상기 입력 전원은 9V~16V 사이의 범위에 포함될 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
보호 회로부(220)는 상기 공용 구동 모듈(200)로 입력되는 전원으로부터 상기 공용 구동 모듈(200)의 내부 구성을 보호하기 위해 구성된다.
바람직하게, 상기 보호 회로부(220)는 상기 배터리(210)와 상기 DC-DC 컨버터(230) 사이에 배치되며, 이에 따라 기기에서 방출되어 전원선을 통해 빠져나가는 노이즈, 또는 전자파를 차단, 흡수 및 대지로 바이패스(bypass)할 수 있다.
또한, 상기 보호 회로부(220)는 역방향으로 전압이 흐르는 것을 방지하는 역전압 방지 회로를 더 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(230)는 추후 설명할 펄스폭 변조부(250)를 통해 출력되는 펄스 신호에 따라 상기 보호 회로부(220)로부터 수신된 전압을 조정하여 공용 구동전압(Vo)을 생성할 수 있다.
이때, 상기 DC-DC 컨버터(230)는 벅-부스트 타입의 컨버터, 부스트 타입의 컨버터, 벅 타입의 컨버터, 벅 & 부스트 타입의 컨버터, 제타(Zeta) 타입의 컨버터 및 세픽(SEPIC) 타입의 컨버터 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
피드백부(240)는 DC-DC 컨버터(230)의 스위칭부에서의 전류를 검출하거나 개별 구동 모듈의 전류를 검출할 수 있다. 즉, 피드백부(240)는 하나 이상의 피드백 신호를 검출할 수 있다. 또한, 피드백부(240)는 상기 검출된 전류 값인 피드백 신호를 펄스폭 변조부(250)에 제공할 수 있다.
펄스폭 변조부(250)는 DC-DC 컨버터(230)와 피드백부(240) 사이에 배치되고, 상기 피드백부(240)의 피드백 신호에 기초하여 상기 DC-DC 컨버터(230)의 공용 구동전압(Vo)을 조정하기 위한 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 펄스 신호에 따라 상기 DC-DC 컨버터(230)를 구성하는 스위칭 소자를 스위칭 상태를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 펄스폭 변조부(250)는 복수의 비교기, 논리 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펄스폭 변조부(250)는 개별 구동모듈의 전류가 기 설정된 제1 기준전압에 수렴하도록 상기 DC-DC 컨버터(230)의 출력 값을 보상하기 위한 펄스 신호를 출력할 수 있다. 펄스폭 변조부(250)는 DC-DC 컨버터(230)의 스위칭부에서의 전류가 기 설정된 제2 기준전압에 수렴하도록 상기 DC-DC 컨버터(230)의 출력 값을 보상하기 위한 펄스 신호를 출력할 수 있다.
또한, 펄스폭 변조부(250)는 드라이버 IC일 수 있다.
복수의 출력부는 공용 구동전압(Vo)에 기초하여 하나 이상의 개별 구동전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력부(260)는 상기 DC-DC 컨버터(230)에서 출력된 공용 구동전압(Vo)을 이용하여 제1 개별 구동전압(V1)을 출력할 수 있다. 공용 구동전압(Vo)과 제1 개별 구동전압(V1)은 서로 전압 레벨이 차이가 있을 수 있다. 즉, 제1 개별 구동전압(V1)은 공용 구동 전압(Vo)보다 전압 레벨이 크거나 작을 수 있다. 제2 출력부(270)는 상기 DC-DC 컨버터(230)에서 출력된 공용 구동전압(V)을 이용하여 제2 개별 구동전압(V2)과 제3 개별 구동전압(V3)을 출력할 수 있다. 즉, 하나의 출력부에서 복수의 개별 구동전압을 출력 할 수 있다. 또한, 공용 구동전압(Vo), 제2 개별 구동전압(V2) 및 제3 개별 구동전압(V3)의 전압 레벨은 동일 할 수 있다.
도 5은 실시예에 따른 공용 구동 모듈(200)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 공용 구동 모듈(200)은 기판(400)을 포함하며, 상기 기판(400) 위에는 상기 보호 회로부(220), DC-DC 컨버터(230), 피드백부(240), 펄스폭 변조부(250), 제1 출력부(260), 제2 출력부(270)을 구성하는 소자들이 일정 간격을 두고 각각 배치될 수 있다.
상기 기판(400)은 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코어(Metalcore) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판들 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
또한, 상기 기판(400)의 좌측 단에는 입력 패드(410)가 배치되고, 우측 단에는 출력 패드(420)가 배치된다.
상기 입력 패드(410)는 상기 전원 공급 수단과 연결되며, 바람직하게 상기 배터리(210)의 출력 단에 연결된다.
출력 패드(420)는 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)과 각각 연결되며, 그에 따라 상기 제 1 내지 제 N 발광 어레이 모듈(310, 320, 330)의 수에 대응하게 다수 개로 구성된다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광장치는 공용 구동 모듈과 개별 구동 모듈을 포함할 수 있다. 공용 구동 모듈은 배터리(210), 보호회로부(220), DC-DC 컨버터(230), 제1 피드백부(241), 제2 피드백부(242), 펄스폭 변조부(250), 제1 출력부(260), 제2 출력부(270)를 포함할 수 있다. 개별 구동 모듈은 제1 발광 어레이 모듈(310) 내지 제3 발광 어레이 모듈(330)를 포함할 수 있다. 제1 발광 어레이 모듈(310)은 제1 개별 구동 모듈(311)과 제1 발광모듈(312)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 발광 어레이 모듈(320)은 제2 개별 구동 모듈(321)과 제2 발광모듈(322)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 발광 어레이 모듈(330)은 제3 개별 구동 모듈(331)과 제3 발광모듈(332)을 포함할 수 있다.
배터리(210)는 입력 전원을 공급할 수 있다. 또한, 도 6과 달리 배터리(210)는 공용 구동 모듈과 별개로 구성될 수 있음은 앞서 설명하였다.
보호회로부(220)는 EMI(Electro Magnetic Interference) 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거부이다. 여기에서, 상기 EMI는 전자파 장애이며, 원치않는 광대역 노이즈의 잡음원으로서 노이즈가 전자파에 간섭 및 장애를 일으키는 것을 의미한다. 또한, 보호회로부(220)는 제 1 보호 커패시터(Ca), 제 2 보호 커패시터(Cb) 및 제 1 보호 인덕터(La)를 포함할 수 있다. 즉, 보호회로부(220)는 π형태의 커패시터를 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(230)는 승압형 컨버터인 부스트(Boost) 컨버터 일 수 있다. 제1 스위치(Q1), 제1 다이오드(D1), 제2 커패시터(C2), 제1 인덕터(L1)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 스위치(Q1)는 펄스폭 변조부(250)의 펄스 신호에 기초하여 온(on) 또는 오프(off)할 수 있다. 제1 스위치(Q1)는 일단이 제1 다이오드(D1)의 애노드 전극에 연결되고, 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)는 환류다이오드이다. 제1 다이오드(D1)는 캐소드 전극이 제2 커패시터(C2)의 일단과 제1 인덕터(L1)의 일단과 연결될 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다. 제2 인덕터(L1)의 타단은 공용 구동 모듈의 출력단(Vo)과 연결될 수 있다.
제1 출력부(260)는 보호회로부(220)와 DC-DC 컨버터(230) 사이에 배치될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 출력부는 공용 구동 모듈의 출력단(V0)에 배치될 수 있다. 또한, 제1 출력부(260)는 트랜스포머(Ld)를 포함할 수 있다. 트랜스포머(Ld)는 1차측의 일단이 보호회로부(220)의 제1 보호 인덕터(La)의 일단과 연결되고, 1차측의 타단이 제1 스위치(Q1)의 일단 또는 제1 다이오드(D1)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 또한 트랜스포먼(Ld)는 1차측에 입력된 전원이 권선비에 따라 2차측에 유기된 전압으로 출력할 수 있다. 즉, 2차측에서 생성된 전압은 제1 개별 구동전압으로 출력될 수 있다. 제1 개별 구동전압은 제1 발광 어레이 모듈(310)에 입력될 수 있다. 이에, 제1 출력부(260)는 트랜스포머(Ld)에 저장된 에너지를 이용하여 제1 개별 구동전압을 출력하므로 안정적으로 전압을 생성할 수 있다. 또한, 제1 출력부(260)는 1차측과 2차측이 절연되어 있으므로 공용 구동 모듈에 과전압 또는 과전류가 인가되어도 2차측에 배치된 제1 발광 어레이 모듈(310)은 보호될 수 있다. 또한, 제1 출력부(260)는 트랜스포머(Ld)의 권선비를 조절하여 제1 발광 어레이 모듈(310)에 적합한 전압을 생성하여 제공할 수 있다.
제1 발광 어레이 모듈(310)은 제1 발광 모듈(LED1)와 제1 개별 구동 모듈(311)을 포함할 수 있다.
제1 발광 모듈(LED1)은 하나 이상의 발광 다이오드 또는 형광 램프를 포함할 수 있다.
또한, 제1 개별 구동 모듈(311)은 제3 다이오드(D3), 제8 커패시터(C8), 제1 신호 입력부(313), 제1 정전류부(314), 제1 과전류 방지부(315)를 포함할 수 있다.
제1 신호 입력부(313)는 스위치를 포함할 수 있다. 즉, 제1 신호 입력부(313)는 제1 발광 모듈(LED1)을 동작하기 위한 신호가 입력되면 제1 출력부(260)에서 제공된 제1 개별 구동전압을 제1 발광 모듈(LED1)에 제공하여 제1 발광 모듈(LED1)을 발광시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 모듈(LED1)이 차량의 방향 지시등일 경우, 운전자는 차량의 방향을 지시하기 위하여 제1 신호 입력부(313)에 방향 지시 신호(Turn_signal)을 제공할 수 있다. 제1 신호 입력부(313)는 턴 온(turn on)되어 제1 출력부(260)에서 제공된 제1 개별 구동전압을 제1 발광 모듈(LED1)에 제공하여 차량의 방향 지시등이 발광할 수 있도록 한다.
제3 다이오드(D3)는 역전류를 방지할 수 있다. 제8 커패시터(C8)는 환류 커패시터일 수 있고, 제1 정전압부(314)에 제공되는 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 다이오드(D3)는 애노드 전극이 제1 신호 입력부(313)의 타단과 연결되고, 캐소드 전극이 제8 커패시터(C8)의 일단과 연결될 수 있다. 제8 커패시터(C8)는 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다.
제1 정전류부(314)는 제1 출력부(260)에서 제공된 제1 개별 구동전압에 기초하여 제1 발광 모듈(LED1)에 정전류를 제공할 수 있다. 제1 정전류부(314)는 제2 저항(R2), 제2 스위칭 소자(S2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 저항(R2)의 일단은 제8 커패시터(C8)의 일단 및 제2 스위칭 소자(S2)의 컬렉터 단과 연결될 수 있다. 제2 저항(R2)의 타단은 제2 스위칭 소자(S2)의 베이스 단 및 제1 과전류 방지부(315)의 제1 스위칭 소자(S1)의 컬렉터 단과 연결될 수 있다. 제2 스위칭 소자(S2)의 이미터 단은 제1 과전류 방지부(315)의 제1 스위칭 소자(S1)의 베이스 단과 제1 저항(R1)의 일단과 연결될 수 있다.
제1 과전류 방지부(315)는 제1 정전류부(314)에서 제공되는 정전류에서 과전류가 생성되는 것을 방지할 수 있다. 제2 과전류 방지부(315)는 제1 스위칭 소자(S1), 제1 저항(R1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 저항(R1)의 일단은 제1 스위칭 소자(S1)의 베이스 단 및 제1 정전류부(314)의 이미터 단에 연결될 수 있다. 제1 저항(R1)의 타단은 제1 스위칭 소자(S1)의 이미터 단과 제1 발광 모듈(LED1)의 일단과 연결될 수 있다.
제2 출력부(270)는 공용 구동 모듈의 출력단(V0)에 배치될 수 있다. 또한, 제2 출력부(270)는 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 제3 커패시터(C3)는 출력단(VO)에수 출력된 공용 구동전압을 저장할 수 있다. 제3 커패시터(C3)는 일단이 출력단(V0)에 연결되고, 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다. 또한 제2 출력부(270)는 저장된 에너지를 이용하여 제2 개별 구동전압 또는 제3 개별 구동전압을 생성할 수 있다. 제2 개별 구동전압은 제2 발광 어레이 모듈(320)에 입력될 수 있다. 제3 개별 구동전압은 제3 발광 어레이 모듈(330)에 입력될 수 있다. 이에, 제2 출력부(270)는 제3 커패시터에 저장된 에너지를 이용하여 제2 개별 구동전압 또는 제3 개별 구동전압을 출력하므로 안정적으로 전압을 생성할 수 있다.
제2 발광 어레이 모듈(320)은 제2 발광 모듈(LED2)와 제2 개별 구동 모듈(321)을 포함할 수 있다.
제2 발광 모듈(LED2)은 하나 이상의 발광 다이오드 또는 형광 램프를 포함할 수 있다.
또한, 제2 개별 구동 모듈(321)은 제4 다이오드(D4), 제2 신호 입력부(323), 제2 정전류부(324), 제2 과전류 방지부(325)를 포함할 수 있다.
제2 신호 입력부(323)는 스위치를 포함할 수 있다. 즉, 제2 신호 입력부(323)는 제2 발광 모듈(LED2)을 동작하기 위한 신호가 입력되면 제2 출력부(270)에서 제공된 제2 개별 구동전압을 제2 발광 모듈(LED2)에 제공하여 제2 발광 모듈(LED2)을 발광시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 발광 모듈(LED2)이 차량의 스탑등일 경우, 운전자는 차량이 제동 동작 중이라는 것을 지시하기 위하여 제2 신호 입력부(323)에 스탑 신호(STOP)을 제공할 수 있다. 제2 신호 입력부(323)는 턴 온(turn on)되어 제2 출력부(270)에서 제공된 제2 개별 구동전압을 제2 발광 모듈(LED2)에 제공하여 차량의 스탑등이 발광할 수 있도록 한다.
제4 다이오드(D4)는 역전류를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제4 다이오드(D4)는 애노드 전극이 제2 신호 입력부(323)의 타단과 연결되고, 캐소드 전극이 제2 정전류부(324)의 제3 스위칭 소자(S3)의 콜렉터 단 및 제6 저항의 일단과 연결될 수 있다.
제2 정전류부(324)는 제2 출력부(270)에서 제공된 제2 개별 구동전압에 기초하여 제2 발광 모듈(LED2)에 정전류를 제공할 수 있다. 제2 정전류부(324)는 제6 저항(R6), 제3 스위칭 소자(S3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제6 저항(R6)의 일단은 제3 스위칭 소자(S3)의 컬렉터 단과 연결될 수 있다. 제6 저항(R6)의 타단은 제3 스위칭 소자(S3)의 베이스 단 및 제2 과전류 방지부(325)의 제3 저항(R3)의 일단과 연결될 수 있다. 제3 스위칭 소자(S3)의 이미터 단은 제2 발광 모듈(LED2)의 일단과 연결될 수 있다.
제2 과전류 방지부(325)는 제2 정전류부(324)에서 제공되는 정전류에서 과전류가 생성되는 것을 방지할 수 있다. 제2 과전류 방지부(325)는 션트 레귤레이터(SR), 제3 저항(R3), 제4 저항(R4)을 포함할 수 있다. 제3 저항(R3)은 제2 과전류 방지부(325)의 과전류 제어신호를 제2 정전류부(324)의 제3 스위칭 소자(S3)에 제공할 수 있다. 션트 레귤레이터(SR)는 제4 저항(R4)이 제공하는 레퍼런스 전압에 기초하여 과전류 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제3 저항(R3)의 타단은 션트 레귤레이터(SR)의 캐소드에 연결될 수 있다. 션트 레귤레이터(SR)는 애노드가 접지 전원에 연결되고, 레퍼런스가 제2 발광 모듈(LED2)의 타단 및 제4 저항(R4)의 일단과 연결될 수 있다. 제4 저항(R4)의 타단은 접지 전원과 연결될 수 있다.
제3 발광 어레이 모듈(330)은 제3 발광 모듈(LED3)와 제2 개별 구동 모듈(331)을 포함할 수 있다.
제3 발광 모듈(LED3)은 하나 이상의 발광 다이오드 또는 형광 램프를 포함할 수 있다.
또한, 제3 개별 구동 모듈(331)은 제3 신호 입력부(333)를 포함할 수 있다.
제3 신호 입력부(333)는 스위치를 포함할 수 있다. 즉, 제3 신호 입력부(333)는 제3 발광 모듈(LED3)을 동작하기 위한 신호가 입력되면 제2 출력부(270)에서 제공된 제3 개별 구동전압을 제3 발광 모듈(LED3)에 제공하여 제3 발광 모듈(LED3)을 발광시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 발광 모듈(LED3)이 차량의 차폭등일 경우, 차량 외부 환경의 어두운 정도에 따라 차폭을 나타내기 위하여 제3 신호 입력부(333)에 테일 신호(TAIL)을 제공할 수 있다. 제3 신호 입력부(333)는 턴 온(turn on)되어 제2 출력부(270)에서 제공된 제3 개별 구동전압을 제3 발광 모듈(LED3)에 제공하여 차량의 차폭등이 발광할 수 있도록 한다.
제1 피드백부(241)는 제3 개별 구동 모듈(331)에 흐르는 전류를 센싱하여 펄스폭 변조부(250)에 제1 피드백 신호로 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 피드백부(241)는 제1 센싱 저항(미도시)을 포함할 수 있다.
제2 피드백부(242)는 DC-DC 컨버터(230)의 제1 스위치(Q1)에 흐르는 전류를 센싱하여 펄스폭 변조부(250)에 제2 피드백 신호로 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 피드백부(242)는 제2 센싱 저항(미도시)을 포함할 수 있다.
펄스폭 변조부(250)는 제1 비교기(OP1), 제2 비교기(OP2), 논리회로(251)를 포함할 수 있다.
제1 비교기(OP1)는 비반전 단자에 제1 피드백 신호가 입력되고, 반전 단자에 기 설정된 제1 기준전압(Vref 1)이 입력될 수 있다. 제1 비교기(OP1)는 제1 피드백 신호가 제1 기준전압(Vref 1)보다 크면 하이 레벨의 전압을 논리 회로(251)의 제2 입력단(R)에 출력할 수 있다.
제2 비교기(OP2)는 비반전 단자에 기 설정된 제2 기준전압(Vref 2)이 입력되고, 반전 단자에 제2 피드백 신호가 입력될 수 있다. 제2 비교기(OP2)는 제2 피드백 신호가 제2 기준전압(Vref 2)보다 작으면 하이 레벨의 전압을 논리 회로(251)의 제1 입력단(S)에 출력할 수 있다.
논리회로(251)는 오어(OR) 회로일 수 있다. 논리회로(251)는 제1 입력단(S)과 제2 입력단(R)에 입력된 신호에 기초하여 DC-DC 컨버터(230)의 제1 스위치(Q1)의 게이트 단에 펄스 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 논리회로(251)는 제1 입력단(S)과 제2 입력단(R)에 모두 로우 레벨의 신호가 입력되면 로우 레벨의 전압을 출력할 수 있다. 논리회로(251)는 제1 입력단(S1)과 제2 입력단(R) 중 어느 하나의 입력단에 하이 레벨의 신호가 입력되면 하이 레벨의 전압을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 제3 발광 모듈(LED3)이 차량의 차폭등일 경우, 차량 외부의 환경이 밝을 경우 제3 개별 구동 모듈(331)은 구동을 하지 않는다. 이 경우, 펄스폭 변조부(250)는 제2 비교기(OP2)의 제2 피드백 신호에 기초하여 펄스 신호를 생성할 수 있다.
도 7 내지 9는 실시예에 따른 차량용 조명을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 차량(1000)은 일반적으로 정면에 헤드 램프 유닛(도시하지 않음)이 배치되고 후면에는 테일 램프 유닛(800)이 배치된다. 이하에서는, 상기 테일 램프 유닛(800)을 예를 들어, 본 발명의 차량용 조명에 대해 설명하기로 한다.
차량(1000)의 테일 램프 유닛(800)은 곡면 상에 배치될 수 있다. 또한, 테일 램프 유닛(800)은 복수의 램프를 포함하고, 각 램프의 발광을 이용하여 제동 여부, 후진 여부, 차량의 좌우 폭, 방향지시 등 차량의 운행 상태에 관한 정보를 다른 차량의 운전자 및/또는 보행자가 알 수 있도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 테일 램프 유닛(800)은 내부에 상기 설명한 발광 어레이 모듈(300)을 포함한다. 또한, 상기 차량(1000)의 일 영역에는 상기 차량(1000)에 구비된 모든 램프 유닛에 개별 구동 전압을 공급하는 공용 구동 모듈(200)이 구비된다. 이에 따라, 상기 테일 램프 유닛(800)을 구성하는 발광 어레이 모듈은 상기 공용 구동 모듈(200)로부터 공급되는 개별 구동전압에 따라 구동되어 빛을 발생한다.
테일 램프 유닛(800)은 중심점을 기준으로 차량 외축의 수평각 45도에서 볼 때, 투영 면적이 약 12.5 제곱센티미터(cm2) 이상이어야 하며, 예컨대 제동을 위한 밝기는 약 40 ~ 420 칸텔라(cd)이어야 안전기준을 충족할 수 있다. 따라서, 테일램프유닛(800)은 광량 측정 방향에서 광량을 측정하였을 때, 기준치 이상의 광량이 제공되어야 한다. 다만, 본 발명의 사상은 테일 램프 유닛(800)에 관한 안전기준과 요구되는 광량에 한정되는 것은 아니고, 안전기준이나 요구되는 광량이 달라지는 경우라도 변함없이 적용될 수 있다.
그리고, 테일 램프 유닛(800)은 전부가 곡면을 가질 수 있고, 테일램프유닛(800)의 일부는 곡면을 가질 수 있고 나머지 일부 램프는 곡면을 갖지 않을 수도 있다. 또한, 테일 램프 유닛(800) 중 중심에 배치되는 제 1 램프(810)는 곡면을 갖지 않을 수 있고 외곽에 배치되는 제 2 램프(820)는 곡면을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 중심에 배치되는 제 1 램프(810)는 곡면을 갖고 외곽에 배치되는 제 2 램프(820)는 곡면을 갖지 않을 수 있다. 도 21은 테일램프 유닛 중 외곽에 배치되어 곡면을 갖고 있는 램프를 나타낸다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량용 테일 램프 유닛(800)은 제 1 램프 유닛(812), 제 2 램프 유닛(814), 제 3 램프 유닛(816), 및 하우징(830)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 램프 유닛(812)은 방향 지시등 역할을 위한 광원일 수 있고, 제 2 램프 유닛(814)은 정지등의 역할을 위한 광원일 수 있고, 제 3 램프 유닛(816)은 차폭등 역할을 위한 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 역할이 서로 바뀔 수 있다.
그리고, 하우징(830)은 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)들을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 하우징(830)은 차량 몸체의 디자인에 따라 굴곡을 가질 수 있고, 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)은 하우징(830)의 형상에 따라, 휠 수 있는 면광원을 구현할 수 있다.
이와 같이, 실시형태는 기설정된 기준방향에 대해 배치 방향이 다른 다수의 발광 소자들과, 광원과 광학계 사이의 빈 공간에 광 혼합(light mixing) 영역을 형성함으로써, 적은 수의 광원들로 면광원을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 차량 램프의 안전 기준에 적합한 광량 및 광 세기를 제공할 수 있으므로, 램프 유닛의 경제성 및 제품 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기와 같은 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)들 각각은, 상기 설명한 바와 같은 발광 어레이 모듈 각각을 구성하며, 내부에 광 발생을 위한 발광 소자와, 상기 발광 소자의 동작 전류를 제어하는 개별 구동 모듈을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)들 각각에는 하나의 상기 공용 구동 모듈(200)을 통해 각각 개별 구동전압이 공급된다.
따라서, 실시 예에 의하면, 구동 모듈 중 일부를 다수의 발광 모듈에서 공용 사용 가능하도록 표준화함으로써, 상기 구동 모듈의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 낮출 수 있을 뿐 아니라, 제품 부피를 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면 구동 모듈 내에서 각각의 발광 모듈의 사양에 맞게 설계 되어야 하는 정전류 회로를 제외하여 공용 구동 모듈을 구성함으로써, 상기 공용 구동 모듈을 구성하는 기판의 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이에 따른 제품 부피를 최소화하여 디자인 자유도가 향상된다. 또한, 실시 예에서는, 개별 구동 모듈과 발광 모듈을 하나의 패키지로 통합함으로써, 제품 부피를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 제품 단가를 절감할 수 있다. 또한, 실시예에서는 하나의 스위칭 주파수로 공용 구동 모듈에서 구동전원을 생성하므로 개별 구동 모듈 또는 개별 발광 모듈간에 스위칭 노이즈로 인한 간섭을 방지한다. 또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈에서 개별 구동 모드로 개별적으로 구동전원을 제공한다. 또한, 실시예에서는 공용 구동 모듈의 각 출력부가 에너지 저장 소자를 구비하여 구동전원을 안정적으로 제공한다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 발광 장치
200: 공용 구동 모듈
210: 배터리
220: 보호 회로부
230: DC-DC 컨버터
240: 피드백부
250: 펄스폭 변조부
260: 제1 출력부
270: 제2 출력부
300: 발광 어레이 모듈
311: 개별 구동 모듈
312: 발광 모듈

Claims (10)

  1. 외부에서 입력된 전압의 크기를 변환하여 공용 구동 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터, 제1 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제1 개별 구동전압을 생성하는 제1 출력부 및 제2 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제2 개별 구동전압을 생성하는 제2 출력부를 포함하는 공용 구동 모듈;
    하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제1 발광 모듈 및 상기 제1 개별 구동전압에 기초하여 상기 제1 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제1 발광 어레이 모듈; 및
    하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제2 발광 모듈 및 상기 제2 개별 구동전압에 기초하여 상기 제2 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제2 발광 어레이 모듈;를 포함하는 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 에너지 저장 소자는 트랜스포머이고,
    상기 제1 에너지 저장 소자는 상기 공용 구동 전압을 권선비에 의해 상기 제1 개별 구동전압으로 유기하는 발광 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 에너지 저장 소자는 커패시터이고,
    상기 제2 에너지 저장 소자는 상기 공용 구동 전압에 기초하여 저장된 커패시터의 에너지를 이용하여 상기 제2 개별 구동전압을 생성하는 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    제1 개별 구동 모듈은 상기 제1 개별 구동 전압에 기초하여 동작 전류를 생성하는 제1 정전류부와 상기 제1 정전류부의 과전류 생성을 방지하는 제1 과전류 방지부를 포함하고,
    상기 제1 정전류부는 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자의 베이스단과 콜렉터 단을 연결하는 제2 저항을 포함하고,
    상기 제1 과전류 방지부는 상기 제2 스위칭 소자의 베이스 단에 콜렉터 단이 연결되는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자의 베이스 단과 이미터 단을 연결하는 제1 저항을 포함하는 발광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    제2 개별 구동 모듈은 상기 제2 개별 구동 전압에 기초하여 동작 전류를 생성하는 제2 정전류부와 상기 제2 정전류부의 과전류 생성을 방지하는 제2 과전류 방지부를 포함하고,
    상기 제2 정전류부는 제3 스위칭 소자와, 상기 제3 스위칭 소자의 베이스 단과 콜렉터 단을 연결하는 제6 저항을 포함하고,
    상기 제2 과전류 방지부는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터의 캐소드에 일단이 연결되고 상기 제3 스위칭 소자의 베이스 단에 타단이 연결되는 제3 저항, 상기 션트 레귤레이터의 레퍼런스 단에 일단이 연결되고 상기 션트 레귤레이터의 애소드에 타단이 연결되는 제4 저항을 포함하는 발광 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터인 발광 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는 제1 스위치를 포함하고, 펄스 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력된 전압의 크기를 변환하여 상기 공용 구동 전압을 출력하고,
    상기 공용 구동 모듈은 상기 제1 스위치에 흐르는 전류를 센싱하여 제1 피드백 신호를 생성하는 제1 피드백부 및 상기 제1 피드백 신호에 기초하여 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 변조부를 더 포함하는 발광 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제3 발광 모듈 및 제3 개별 구동전압에 기초하여 상기 제3 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제3 개별 구동 모듈을 더 포함하고,
    상기 공용 구동 모듈은 상기 제3 발광 모듈에 입력되는 전류를 센싱하여 제2 피드백 신호를 생성하는 제2 피드백부를 더 포함하고,
    상기 펄스폭 변조부는 상기 제2 피드백 신호에 기초하여 상기 펄스 신호를 생성하는 펄스폭 변조부를 더 포함하고,
    상기 제2 출력부는 상기 공용 구동 전압에 기초하여 상기 제3 개별 구동전압을 생성하는 발광 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조부는 상기 제1 피드백 신호와 기 설정된 제1 기준전압을 비교하는 비교기를 더 포함하는 발광 장치.
  10. 렌즈 하우징;
    상기 렌즈 하우징 내에 배치되고, 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제1 발광 모듈 및 상기 제1 개별 구동전압에 기초하여 상기 제1 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제1 발광 어레이 모듈;
    상기 렌즈 하우징 내에 배치되고, 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 제2 발광 모듈 및 상기 제2 개별 구동전압에 기초하여 상기 제2 발광 모듈에 동작 전류를 출력하는 제2 발광 어레이 모듈;
    상기 제1 발광 어레이 모듈 및 상기 제2 발광 어레이 모듈과 분리되며, 외부에서 입력된 전압의 크기를 변환하여 공용 구동 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터, 제1 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제1 개별 구동전압을 생성하는 제1 출력부 및 제2 에너지 저장 소자를 구비하고 상기 공용 구동 전압에 기초하여 제2 개별 구동전압을 생성하는 제2 출력부를 포함하는 공용 구동 모듈; 및
    상기 제1 발광 어레이 모듈 및 상기 제2 발광 어레이 모듈의 전방에 배치되는 렌즈를 포함하는
    차량용 조명.
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