KR102769115B1 - Apparatus of driving a light source - Google Patents
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Abstract
광원 구동장치는 광원과, 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는 광원에 연결된 콜렉터를 포함하는 스위치와, 스위치의 베이스와 노드 사이에 배치되는 정전압소자와, 노드와 스위치의 에미터 사이에 배치되는 제1 저항기를 포함한다.The light source driving device includes a light source and a control unit that controls the light emission of the light source.
The control unit includes a switch having a collector connected to a light source, a voltage regulator disposed between a base of the switch and a node, and a first resistor disposed between the node and an emitter of the switch.
Description
실시예는 광원 구동장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a light source driving device.
광원으로 발광다이오드(LED)가 널리 사용되고 있다. 이러한 발광 다이오드는 차량 및 조명 업계에서 유망 시장으로 부상하고 있다. 발광다이오드는 반영구적이고 고휘도 및 고출력이 가능하므로, 최근 들어 차량용 광원으로 활발하게 개발되고 있다. Light-emitting diodes (LEDs) are widely used as light sources. These light-emitting diodes are emerging as promising markets in the automotive and lighting industries. Since light-emitting diodes are semi-permanent and can have high brightness and high output, they have been actively developed as light sources for vehicles in recent years.
차량용 광원을 구동하기 위해서 광원 구동장치가 필요하다. 종래의 광원 구동장치에는 광원에 과전류가 흐르지 않도록 임계전류 이상의 전류가 광원에 흐르는 경우, 광원의 동작을 차단하도록 하기 위한 제어스위치가 구비된다. 광원에 흐르는 구동전류가 제어스위치의 베이스-에미터 간 전압에 의존되는데, 제어스위치의 베이스-에미터 간 전압이 온도에 따라 변경된다. 통상적으로, 업계에서 요구되는 구동전류에 대한 온도 편차는 10% 이내인데, 종래의 광원 구동장치에서는 구동전류에 대한 온도 편차가 상온(25℃)보다 온도가 증가할 때에는 +12%의 온도 편차가 발생되고, 상온(25℃)보다 온도가 감소할 때에는 -17%의 온도 편차가 발생되고 있다.In order to drive a vehicle light source, a light source driving device is required. Conventional light source driving devices are provided with a control switch to block the operation of the light source when a current exceeding a critical current flows through the light source so as to prevent excessive current from flowing through the light source. The driving current flowing through the light source depends on the base-emitter voltage of the control switch, and the base-emitter voltage of the control switch changes depending on the temperature. Normally, the temperature deviation for the driving current required in the industry is within 10%, but in conventional light source driving devices, a temperature deviation of +12% occurs when the temperature increases from room temperature (25°C), and a temperature deviation of -17% occurs when the temperature decreases from room temperature (25°C).
이와 같이, 온도 편차가 업계에서 통용된 온도 편차를 벗어나는 경우, 광원에 흐르는 구동전류의 변동이 심해 정상적인 광원의 발광임에도 불구하고 과전류로 인식되어 해당 제어스위치의 제어에 의해 광원의 발광이 차단되는 오동작이 발생되는 문제가 있다. 이는 제품에 대한 심각한 신뢰성 저하를 야기한다.In this way, if the temperature deviation is outside the temperature deviation commonly used in the industry, there is a problem that the driving current flowing to the light source fluctuates greatly, so that even though the light source is normally emitting light, it is recognized as an overcurrent and the light source emission is blocked by the control of the corresponding control switch, resulting in a malfunction. This causes a serious decrease in the reliability of the product.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the above-mentioned and other problems.
실시예의 다른 목적은 새로운 구조의 광원 구동장치를 제공한다.Another object of the invention is to provide a light source driving device of a novel structure.
실시예의 또 다른 목적은 구동전류의 온도 편차를 최소화할 수 있는 광원 구동장치를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a light source driving device capable of minimizing temperature deviation of driving current.
실시예의 또 다른 목적은 구조를 단순화하고 비용을 절감할 수 있는 광원 구동장치를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a light source driving device that can simplify the structure and reduce the cost.
실시예의 또 다른 목적은 안정적인 발광이 가능한 광원 구동장치를 제공한다. Another object of the embodiment is to provide a light source driving device capable of stable light emission.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 광원 구동장치는, 광원; 및 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 광원에 연결된 콜렉터를 포함하는 스위치; 상기 스위치의 베이스와 노드 사이에 배치되는 정전압소자; 및 상기 노드와 상기 스위치의 에미터 사이에 배치되는 제1 저항기를 포함할 수 있다. According to one aspect of the embodiment to achieve the above or other purposes, a light source driving device includes: a light source; and a control unit that controls light emission of the light source. The control unit may include: a switch including a collector connected to the light source; a constant voltage element disposed between a base of the switch and a node; and a first resistor disposed between the node and an emitter of the switch.
상기 광원은 상기 스위치의 턴온에 의해 발광될 수 있다.The above light source can be emitted by turning on the switch.
상기 정전압소자는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다.The above-mentioned voltage regulator may include at least one diode.
전원으로부터의 입력전압이 상기 노드로 인가되는 경우, 상기 다이오드의 문턱전압에 의해 상기 스위치가 턴온될 수 있다.When an input voltage from a power source is applied to the node, the switch can be turned on by the threshold voltage of the diode.
상기 스위치가 턴온되는 경우, 상기 광원에 흐르는 구동전류는 하기의 수학식에 의해 산출될 수 있다.When the above switch is turned on, the driving current flowing to the light source can be calculated by the following mathematical formula.
[수학식][Mathematical formula]
ILED=(Vf-VEB)/R1 I LED =(V f -V EB )/R 1
ILED는 상기 광원에 흐르는 구동전류이고, Vf는 상기 정전압소자의 문턱전압이고, VEB는 상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압이며, R1은 상기 제1 저항기의 저항값임.I LED is the driving current flowing through the light source, V f is the threshold voltage of the voltage regulator, V EB is the emitter-base voltage of the switch, and R 1 is the resistance value of the first resistor.
상기 다이오드의 문턱전압과 상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압은 온도에 따라 변경될 수 있다. The threshold voltage of the diode and the emitter-base voltage of the switch can change with temperature.
상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압의 온도에 따른 편차는 상기 다이오드의 문턱전압의 온도에 따른 편차에 의해 보상될 수 있다.The temperature-dependent variation of the emitter-base voltage of the above switch can be compensated for by the temperature-dependent variation of the threshold voltage of the above diode.
상기 스위치의 베이스와 접지 사이에 배치되는 제2 저항기를 포함할 수 있다.It may include a second resistor placed between the base and ground of the switch.
실시예에 따른 광원 구동장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the light source driving device according to the embodiment is described as follows.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 다이오드의 온도 편차를 스위치의 온도 편차로 보상하여 줌으로써, 최소의 온도 편차를 갖는 구동전류가 생성되어 광원의 안정적인 발광이 가능하다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, there is an advantage in that a driving current having a minimum temperature deviation is generated by compensating for the temperature deviation of the diode with the temperature deviation of the switch, thereby enabling stable light emission of the light source.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 온도에 덜 민감한 다이오드를 이용하여 광원의 발광을 제어함으로써, 온도 편차로 인한 구동전류의 변동을 최소화하여 안정적인 발광이 가능하다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, there is an advantage in that stable light emission is possible by controlling the light emission of a light source using a diode that is less sensitive to temperature, thereby minimizing fluctuations in driving current due to temperature deviation.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 최대 정격의 정전류가 광원에 흐르도록 하여 과전류의 발생을 차단하기 위한 별도의 스위치가 구비되지 않아도 되므로 구성이 단순하고 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, there is an advantage in that the configuration is simple and cost-saving because a separate switch for blocking the occurrence of overcurrent is not required by allowing a maximum rated constant current to flow to the light source.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 다이오드를 이용하여 광원의 발광을 제어함으로써, 광원이 최대 정격의 정전류로 발광되므로 최대의 고휘도와 균일한 발광이 가능하다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments, by controlling the light emission of the light source using a diode, there is an advantage in that the light source emits light with a constant current of the maximum rating, thereby enabling maximum brightness and uniform light emission.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the embodiments will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the embodiments will become apparent to those skilled in the art, it should be understood that the detailed description and specific embodiments, such as the preferred embodiments, are given by way of example only.
도 1은 실시예에 따른 광원 구동장치의 회로도를 도시한다.
도 2는 스위치의 콜렉터 전류와 베이스-에미터 간의 전압의 관계를 도시한다.
도 3은 다이오드의 순방향 전류와 순방향 전압의 관계를 도시한다.Figure 1 illustrates a circuit diagram of a light source driving device according to an embodiment.
Figure 2 shows the relationship between the collector current of the switch and the voltage between the base and emitter.
Figure 3 shows the relationship between the forward current and forward voltage of a diode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the embodiments described, but can be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components between the embodiments can be selectively combined or substituted and used. In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention can be interpreted as meanings that can be generally understood by those skilled in the art to which the present invention belongs, unless explicitly and specifically defined and described, and terms that are commonly used, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related technology. In addition, terms used in the embodiments of the present invention are used to describe the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms may also include plural forms unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of B and (and) C,” it may include one or more of all combinations that can be combined with A, B, and C. In addition, when describing components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and are not limited by the nature, order, or sequence of the components. In addition, when a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, it may include not only cases where the component is directly connected, coupled, or connected to the other component, but also cases where the component is "connected," "coupled," or "connected" by another component between the component and the other component. In addition, when it is described as being formed or arranged "above or below" each component, "above" or "below" includes not only cases where two components are in direct contact with each other, but also cases where one or more other components are formed or arranged between the two components. In addition, when expressed as "above" or "below," it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
도 1은 실시예에 따른 광원 구동장치의 회로도를 도시한다.Figure 1 illustrates a circuit diagram of a light source driving device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 광원 구동장치는 광원(20)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a light source driving device according to an embodiment may include a light source (20).
광원(20)은 전원(10)과 접지(GND) 사이에 연결되어 전원(10)의 입력전압에 의해 발광될 수 있다. 전원(10)은 예컨대, 8V 내지 16V의 범위를 갖는 입력전압을 공급할 수 있다. 전원(10)은 차량에 장착된 배터리로부터 공급되거나 DC-DC 컨버터에서 공급될 수도 있다. DC-DC 컨버터는 배터리의 전압을 원하는 전압으로 변환할 수 있다. The light source (20) is connected between the power source (10) and ground (GND) and can emit light by the input voltage of the power source (10). The power source (10) can supply an input voltage having a range of, for example, 8 V to 16 V. The power source (10) can be supplied from a battery mounted on a vehicle or can be supplied from a DC-DC converter. The DC-DC converter can convert the voltage of the battery into a desired voltage.
예컨대, 광원(20)은 차량의 램프일 수 있다. 차량의 램프로는 예컨대, 제동등(Break Lamp), 미등(Tail Lamp), 후진등(Backup Lamp) 또는 방향지시등(Turn Signal Lamp)이 있을 수 있다. For example, the light source (20) may be a lamp of a vehicle. Lamps of a vehicle may include, for example, a brake lamp, a tail lamp, a backup lamp, or a turn signal lamp.
전원(10)의 입력전압은 차량의 해당 램프의 동작 제어에 의해 공급될 수 있다. 예컨대, 입력전압은 운전자의 명령이나 조작이 입력될 때에 한해, 제어장치(미도시)의 제어 하에 전원(10)에서 입력전압이 생성되어 광원(20)으로 공급되거나 미리 생성된 입력전압이 광원(20)으로 공급될 수 있다. 예컨대, 운전자가 브레이크 페달을 밟는 경우, 이러한 운전자의 행동에 응답하여 전원(10)에 의해 생성된 입력전압이 광원(20)으로 공급될 수 있다.The input voltage of the power supply (10) can be supplied by the operation control of the corresponding lamp of the vehicle. For example, the input voltage can be generated from the power supply (10) under the control of the control device (not shown) only when a driver's command or operation is input and supplied to the light source (20), or the input voltage generated in advance can be supplied to the light source (20). For example, when the driver steps on the brake pedal, the input voltage generated by the power supply (10) in response to the driver's action can be supplied to the light source (20).
만일 운전자의 명령이나 조작이 입력되지 않는 경우, 전원(10)으로부터 입력전압이 생성되지 않거나 광원(20)으로의 입력전압의 공급이 차단될 수 있다. 예컨대, 운전자가 브레이크 페달의 밟는 동작을 해제하는 경우, 이러한 운전자의 행동에 응답하여 전원(10)에 의해 입력전압이 생성되지 않거나 입력전압의 공급이 차단될 수 있다. If a driver's command or operation is not input, the input voltage may not be generated from the power source (10) or the supply of the input voltage to the light source (20) may be cut off. For example, if the driver releases the brake pedal, the input voltage may not be generated by the power source (10) or the supply of the input voltage may be cut off in response to the driver's action.
실시예는 전원(10)으로부터 입력전압이 공급되는 경우에 한해, 광원(20)이 발광됨을 특징으로 하며, 이를 달성하기 위한 상세한 구조나 기능을 나중에 상세히 설명한다.The embodiment is characterized in that the light source (20) emits light only when an input voltage is supplied from the power source (10), and the detailed structure and function for achieving this will be described in detail later.
광원(20)은 단일 발광소자를 포함할 수 있다.The light source (20) may include a single light emitting element.
도시되지 않았지만, 광원(20)은 예컨대, 전원(10)에 대해 병렬로 연결되는 복수의 스트링(string)를 포함할 수 있다. 스트링 대신에 어레이(array)나 블록(block)으로 지칭될 수도 있다. Although not shown, the light source (20) may include, for example, a plurality of strings connected in parallel to the power source (10). Instead of strings, they may also be referred to as an array or block.
예컨대, 제1 스트링은 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 발광소자는 발광다이오드(LED)와 같은 반도체 발광소자, 그 반도체 발광소자가 채택된 발광소자패키지나 발광디바이스를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 발광소자는 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 스트링는 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 복수의 발광소자는 서로 직렬로 연결될 수 있다. 다른 예로서, 각 스트링에 포함된 복수의 발광소자는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 각 스트링에 포함되는 발광소자의 개수나 발광소자의 연결 방법 등은 다양한 차량 램프의 사양이나 특성에 따라 달라질 수 있다. For example, the first string may include a plurality of light-emitting elements. The light-emitting elements may include, but are not limited to, semiconductor light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs), light-emitting element packages or light-emitting devices in which the semiconductor light-emitting elements are employed. The light-emitting elements may be connected in series with each other. For example, the second string may include a plurality of light-emitting elements. The plurality of light-emitting elements may be connected in series with each other. As another example, the plurality of light-emitting elements included in each string may be connected in parallel with each other. The number of light-emitting elements included in each string, the method of connecting the light-emitting elements, and the like may vary depending on the specifications or characteristics of various vehicle lamps.
광원(20)은 각 스트링에 병렬로 연결되는 커패시터를 포함할 수 있다.The light source (20) may include a capacitor connected in parallel to each string.
실시예에 따른 광원 구동장치는 제어부(30)를 포함할 수 있다.The light source driving device according to the embodiment may include a control unit (30).
제어부(30)는 전원(10)에 연결되어 광원(20)의 발광을 제어할 수 있다. The control unit (30) is connected to the power source (10) and can control the light emission of the light source (20).
구체적으로, 제어부(30)는 스위치(Q), 정전압소자(32) 및 제1 저항기(34)를 포함할 수 있다. Specifically, the control unit (30) may include a switch (Q), a constant voltage element (32), and a first resistor (34).
정전압소자(32)는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다. 둘 이상의 다이오드는 서로 직렬로 연결될 있다. 둘 이상의 다이오드가 직렬로 연결되는 경우, 정전압소자(32)의 문턱전압은 둘 이상의 다이오드 각각의 문턱전압의 합일 수 있다. The constant voltage element (32) may include at least one diode. Two or more diodes may be connected in series with each other. When two or more diodes are connected in series, the threshold voltage of the constant voltage element (32) may be the sum of the threshold voltages of each of the two or more diodes.
이하의 설명에서는 둘 이상의 다이오드가 구비되는 것으로 한정되고 있으므로, 문턱전압(Vf)은 둘 이상의 다이오드 각각의 문턱전압의 합을 의미한다.Since the description below is limited to having two or more diodes, the threshold voltage (V f ) means the sum of the threshold voltages of each of the two or more diodes.
스위치(Q)는 다이오드(32)에 연결된 베이스(B), 광원(20)에 연결된 콜렉터(C) 및 제1 저항기(34)에 연결된 에미터(E)를 포함할 수 있다. 다이오드(32)는 노드(n)와 스위치(Q)의 베이스(B) 사이에 연결될 수 있다. 제1 저항기(34)는 광원(20)에 전류가 흐르도록 하며, 노드(n)와 스위치(Q)의 에미터(E) 사이에 연결될 수 있다. The switch (Q) may include a base (B) connected to a diode (32), a collector (C) connected to a light source (20), and an emitter (E) connected to a first resistor (34). The diode (32) may be connected between a node (n) and the base (B) of the switch (Q). The first resistor (34) allows current to flow to the light source (20) and may be connected between the node (n) and the emitter (E) of the switch (Q).
광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 전원(10)으로부터 입력전압이 인가되는 경우에 한해 생성될 수 있다. 예컨대, 전원(10)으로부터 입력전압이 인가되지 않는 경우, 광원(20)에 구동전류(ILED)가 흐르지 않기 때문에 광원(20)이 발광될 수 없다. 예컨대, 전원(10)으로부터 입력전압이 인가되는 경우, 다이오드(32)의 문턱전압(Vf)을 바탕으로 광원(20)에 구동전류(ILED)가 흐르게 되어 광원(20)이 발광될 수 있다. The driving current (I LED ) flowing to the light source (20) can be generated only when an input voltage is applied from the power source (10). For example, when the input voltage is not applied from the power source (10), the driving current (I LED ) does not flow to the light source (20), so the light source (20) cannot emit light. For example, when the input voltage is applied from the power source (10), the driving current (I LED ) flows to the light source (20) based on the threshold voltage (V f ) of the diode (32), so that the light source (20) can emit light.
광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 하기의 수학식1과 같이 나타낼 수 있다. The driving current (I LED ) flowing to the light source (20) can be expressed as in the following
[수학식 1][Mathematical formula 1]
ILED=(Vf-VEB)/R1 I LED =(V f -V EB )/R 1
ILED는 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)이고, Vf는 다이오드(32)의 문턱전압이고, VEB는 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압이며, R1은 제1 저항기(34)의 저항값일 수 있다.I LED is the driving current (I LED ) flowing in the light source (20), V f is the threshold voltage of the diode (32), V EB is the voltage between the emitter and base of the switch (Q), and R 1 may be the resistance value of the first resistor (34).
수학식 1로부터, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 제1 저항기(34)의 저항값, 다이오드(32)의 문턱전압(Vf) 그리고 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)과 관련될 수 있다.From
제1 저항기(34)의 저항값, 다이오드(32)의 문턱전압(Vf) 그리고 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)은 고정된 값일 수 있다. The resistance value of the first resistor (34), the threshold voltage (V f ) of the diode (32), and the emitter-base voltage (V EB ) of the switch (Q) can be fixed values.
실시예에서, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 예컨대, 15mA로 고정될 수 있다. 이 구동전류(ILED)는 정전류로서 변동되지 않을 수 있다. 즉, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 최대 정격의 정전류일 수 있다. 최대 정격의 정전류라 함은 광원(20)에 흐를 수 있는 최대 크기를 갖는 일정한 전류를 의미할 수 있다. In the embodiment, the driving current (I LED ) flowing to the light source (20) may be fixed to, for example, 15 mA. This driving current (I LED ) may not fluctuate as a constant current. That is, the driving current (I LED ) flowing to the light source (20) may be a constant current of the maximum rating. The constant current of the maximum rating may mean a constant current having the maximum size that can flow to the light source (20).
즉, 전원(10)에서 입력전압이 인가되는 경우, 광원(20)에는 최대 정격의 정전류인 구동전류(ILED)가 흐르고, 광원(20)은 최대 정격의 정전류에 해당하는 휘도의 광을 방출될 수 있다. 만일 전원(10)에서 입력전압이 인가되지 않는 경우, 광원(20)에는 구동전류(ILED)가 흐르지 않아 광원(20)에서 광이 방출되지 않는다. 다시 말해, 실시예에서는 전원(10)의 입력전압의 인가 여부에 따라 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)가 0 및 15mA(최대 정격의 정전류) 중 하나일 수 있다. That is, when an input voltage is applied from the power supply (10), a driving current (I LED ) of a maximum rated constant current flows through the light source (20), and the light source (20) can emit light with a brightness corresponding to the maximum rated constant current. If an input voltage is not applied from the power supply (10), a driving current (I LED ) does not flow through the light source (20), and thus light is not emitted from the light source (20). In other words, in the embodiment, the driving current (I LED ) flowing through the light source (20) can be one of 0 and 15 mA (maximum rated constant current) depending on whether the input voltage of the power supply (10) is applied.
한편, 다이오드(32)의 문턱전압(Vf)과 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)은 온도에 따라 변동될 수 있다. Meanwhile, the threshold voltage (V f ) of the diode (32) and the emitter-base voltage (V EB ) of the switch (Q) may vary depending on the temperature.
도 2는 스위치의 콜렉터 전류와 에미터-베이스 간의 전압의 관계를 도시하고, 도 3은 다이오드의 순방향 전류와 순방향 전압의 관계를 도시한다.Figure 2 shows the relationship between the collector current of the switch and the voltage between the emitter and the base, and Figure 3 shows the relationship between the forward current and the forward voltage of the diode.
도 2에 도시한 바와 같이, 온도가 증가함에 따라 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기는 낮아질 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 온도가 증가함에 따라 다이오드(32)의 문턱전압(Vf)이 낮아질 수 있다. 도 3에서 세로축이 순방향 전압인데, 이 순방향 전압이 다이오드(32)의 문턱전압(Vf)보다 커질 때 다이오드(32)가 도통되어 다이오드에 문턱전압이 생성될 수 있다. As illustrated in FIG. 2, as the temperature increases, the magnitude of the emitter-base voltage (V EB ) of the switch (Q) may decrease. As illustrated in FIG. 3, as the temperature increases, the threshold voltage (V f ) of the diode (32) may decrease. In FIG. 3, the vertical axis represents the forward voltage, and when this forward voltage becomes greater than the threshold voltage (V f ) of the diode (32), the diode (32) may be turned on, and a threshold voltage may be generated in the diode.
이를 쉽게 파악하기 위해, 스위치(Q)의 온도 변화 특성과 문턱전압(Vf)의 온도 변화 특성은 하기의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.To easily understand this, the temperature change characteristics of the switch (Q) and the temperature change characteristics of the threshold voltage (V f ) can be expressed as shown in Table 1 below.
표 1에 나타낸 바와 같이, 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기와 다이오드(32)의 문턱전압(Vf) 모두 온도가 증가함에 따라 낮아질 수 있다. 도 2, 도 3과 표 1에 설명된 온도 변화 특성을 수학식 1에 대입하면, 수학식 1에서 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)가 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)과 다이오드(32)의 문턱전압의 차이(Vf-VEB)에 의해 결정될 수 있다. 표 1을 참고하면, 상온(25℃)에서의 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기와 다이오드(32)의 문턱전압의 차이(Vf-VEB)는 1.56V-0.78V=0.78V일 수 있다. 주변의 온도가 상온(25℃)에서 85℃로 증가되는 경우, 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기와 다이오드(32)의 문턱전압의 차이(Vf VEB)는 1.4V-0.65V=0.75V일 있다. 따라서, 상온과 85℃에서의 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기와 다이오드(32)의 문턱전압의 차이(Vf-VEB)에 대한 편차는 4%일 수 있다. As shown in Table 1, both the magnitude of the emitter-base voltage (V EB ) of the switch (Q) and the threshold voltage (V f ) of the diode (32) can decrease as the temperature increases. When the temperature change characteristics described in FIGS. 2, 3, and Table 1 are substituted into
수학식 1을 참고하면, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 제1 저항기(34)의 저항값이 고정되는 경우, 스위치(Q)의 에미터-베이스 간 전압(VEB)의 크기와 다이오드(32)의 문턱전압의 차이(Vf-VEB)에 의해 결정되므로, 상온과 85℃에서의 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)에 대한 편차도 4%일 수 있다. Referring to
상술한 바와 같이, 실시예에서는 예컨대, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)는 정전류를 갖는 것으로서, 예컨대 15mA일 수 있다. 이러한 정전류에 대해 온도 변화 특성에 대한 편차는 하기의 표 2와 같이 나타낼 수 있다. As described above, in the embodiment, for example, the driving current (I LED ) flowing to the light source (20) has a constant current, for example, 15 mA. The deviation for the temperature change characteristic for this constant current can be expressed as shown in Table 2 below.
표 2에 나타낸 바와 같이, 광원(20)에 흐르는 구동전류(ILED)에 대한 온도 편차는 -5.7% 내지 +5.8%일 수 있다.통상적으로, 업계에서 요구되는 구동전류(ILED)에 대한 온도 편차는 10% 이내이다. 따라서, 실시예에서는 구동전류(ILED)에 대한 온도 편차가 업계에서 요구되는 편차보다 작아 제품에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다. As shown in Table 2, the temperature deviation for the driving current (I LED ) flowing to the light source (20) can be -5.7% to +5.8%. Typically, the temperature deviation for the driving current (I LED ) required in the industry is within 10%. Therefore, in the embodiment, the temperature deviation for the driving current (I LED ) is smaller than the deviation required in the industry, so that the reliability of the product can be secured.
실시예에서, 제어부(30)는 제2 저항기(36)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the control unit (30) may include a second resistor (36).
제2 저항기(36)는 스위치(Q)의 베이스(B)와 접지(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제2 저항기(36)는 선택적인 구성 요소로서 생략 가능하다. 제2 저항기(36)는 스위치(Q)의 베이스(B)에 안정적으로 전류가 흐르도록 할 수 있다. The second resistor (36) can be connected between the base (B) of the switch (Q) and ground (GND). The second resistor (36) is an optional component and can be omitted. The second resistor (36) can allow current to flow stably to the base (B) of the switch (Q).
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the embodiments should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalency range of the embodiments are intended to be included within the scope of the embodiments.
10: 전원
20: 광원
30: 제어부
32: 정전압소자
34: 제1 저항기
36: 제2 저항기
Q: 스위치
B: 베이스
E: 에미터
C: 콜렉터
ILED: 구동전류
Vf: 다이오드의 문턱전압
VEB: 에미터-베이스 간 전압
n: 노드
GND: 접지10: Power
20: Light source
30: Control Unit
32: Constant voltage element
34: 1st resistor
36: Second resistor
Q: Switch
B: Base
E: Emitter
C: Collector
I LED : Driving current
V f : threshold voltage of the diode
V EB : Emitter-base voltage
n: node
GND: Ground
Claims (8)
상기 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 광원에 연결된 콜렉터를 포함하는 스위치;
상기 스위치의 베이스와 노드 사이에 배치되는 정전압소자; 및
상기 노드와 상기 스위치의 에미터 사이에 배치되는 제1 저항기를 포함하고,
전원으로부터의 입력전압이 상기 노드로 인가되는 경우, 상기 정전압소자의 문턱전압에 의해 상기 스위치가 턴온되고,
상기 스위치가 턴온되는 경우, 상기 광원에 흐르는 구동전류는 하기의 수학식에 의해 산출되는 광원구동장치.
[수학식]
ILED=(Vf-VEB)/R1
ILED는 상기 광원에 흐르는 구동전류이고, Vf는 상기 정전압소자의 문턱전압이고, VEB는 상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압이며, R1은 상기 제1 저항기의 저항값이며, 상기 정전압소자의 문턱전압과 상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압은 각각 온도가 증가함에 따라 작아짐.light source; and
Including a control unit that controls the light emission of the above light source,
The above control unit,
A switch including a collector connected to the light source;
A constant voltage element placed between the base and node of the above switch; and
A first resistor is disposed between the node and the emitter of the switch,
When the input voltage from the power source is applied to the node, the switch is turned on by the threshold voltage of the constant voltage element,
A light source driving device in which the driving current flowing to the light source when the above switch is turned on is calculated by the following mathematical formula.
[Mathematical formula]
I LED =(V f -V EB )/R 1
I LED is the driving current flowing in the light source, V f is the threshold voltage of the constant voltage element, V EB is the emitter-base voltage of the switch, and R 1 is the resistance value of the first resistor, and the threshold voltage of the constant voltage element and the emitter-base voltage of the switch each decrease as the temperature increases.
상기 광원은 상기 스위치의 턴온에 의해 발광되는 광원 구동장치.In the first paragraph,
The above light source is a light source driving device that emits light by turning on the above switch.
상기 정전압소자는 둘 이상의 다이오드를 포함하고,
상기 정전압소자의 문턱전압은 상기 둘 이상의 다이오드 각각의 문턱전압의 합인 광원 구동장치.In the first paragraph,
The above-mentioned voltage regulator comprises two or more diodes,
A light source driving device in which the threshold voltage of the above-mentioned constant voltage element is the sum of the threshold voltages of each of the two or more diodes.
상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압의 온도의 증가에 따른 편차는 상기 정전압소자의 문턱전압의 온도의 증가에 따른 편차에 의해 보상되고,
상기 스위치의 에미터-베이스 간 전압의 온도의 감소에 따른 편차는 상기 정전압소자의 문턱전압의 온도의 감소에 따른 편차에 의해 보상되는 광원 구동장치.In the first paragraph,
The variation of the emitter-base voltage of the above switch due to an increase in temperature is compensated by the variation of the threshold voltage of the above constant-voltage element due to an increase in temperature,
A light source driving device in which the variation in the emitter-base voltage of the above switch due to a decrease in temperature is compensated for by the variation in the threshold voltage of the above constant-voltage element due to a decrease in temperature.
상기 스위치의 베이스와 접지 사이에 배치되는 제2 저항기를 포함하는 광원 구동장치.In the first paragraph,
A light source driving device including a second resistor placed between the base and ground of the above switch.
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