KR100710071B1

KR100710071B1 - Ｌｅｄ를 이용한 고효율 등기구

Info

Publication number: KR100710071B1
Application number: KR1020060094744A
Authority: KR
Inventors: 하명희; 이철수
Original assignee: (주)한국환경에너지; 이철수
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2007-04-25

Abstract

본 발명은 LED를 이용한 고효율 등기구에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 적은 에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으면서 주위온도 변화에 영향을 받지않고 적정온도가 유지된 상태로 충분한 성능을 발휘할 수 있고 효율성 및 내구성을 크게 향상시킨 LED 등기구에 관한 것으로, LED 칩이 부착되는 PCB 기판과; 상기 기판의 일측면에 고정설치되는 냉온반도체 소자와; 상기 설치부재 주위온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서에서 감지된 온도에 따라 작동하여, 상기 냉온반도체 소자의 전원극성(+)(-)을 변환하는 스위칭부;로 이루어진 LED 를 이용한 고효율 등기구를 특징으로 한다.

LED 칩, PCB 기판, 냉온반도체 소자, 온도센서, 스위칭부, 전원극성

Description

ＬＥＤ를 이용한 고효율 등기구{ Lamp using LED }

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 확대예시도

도 2는 본 발명의 온도센서 부분 회로도

도 3은 본 발명의 스위칭부 회로도

도 4는 본 발명에 따른 사용상태 예시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : PCB 기판 20 : LED 칩

30 : 냉온반도체 소자 40 : 온도센서

40a : 고온감지센서 40b : 저온감지센서

50 : 스위칭부 50a : 접점단자

60 : 지지판

본 발명은 LED를 이용한 고효율 등기구에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 적은 에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으면서 주위온도 변화에 영향을 받지않고 적정온도가 유지된 상태로 충분한 성능을 발휘할 수 있고 효율성 및 내구성을 크게 향상시킨 LED 등기구에 관한 것이다.

일반적으로 조명등과 같은 등기구는 백열전구와 형광등이 주로 사용되고 있으나, 백열전구는 빛보다는 열이 더 많이 발생되는 단점이 있어서 저렴하게 제작될 수 있음에도 불구하고 점차적으로 사용이 줄어들고 있으며, 형광등은 전구보다 전기에너지를 빛 에너지로 전환하는 비율이 높아서 에너지 절약이라는 장점을 가지지만 점등에 소요되는 시간이 길고 그 수명이 짧다는 한계로 새로운 매체를 요구하는 실정이었다.

최근에는 적은 전력으로도 높은 조도를 얻으면서 그 사용수명도 크게 연장할 수 있는 LED(Light emitting diode)를 이용한 등기구가 활발하게 연구개발되고 있다.

그러나 LED 를 이용한 등기구에서 최적의 광량으로 충분한 성능을 발휘하기 위해서는 적정한 상온(약 5~25℃)을 유지함이 바람직하나 LED 는 주위온도에 민감하게 반응하는 특성을 갖고 있기 때문에 효율성이 크게 떨어지는 단점이 있는바, 예를 들어 무더운 여름철에는 비교적 높은 온도(약 30℃이상) 및 LED 칩에서 발생되는 열에 의한 열화현상으로 효율성이 떨어지고 추운 겨울철의 낮은 온도(약 0℃이하)에 의해서도 열효율성이 떨어지는 단점이 있었다.

이를 감안하여 PCB 기판에 LED 칩을 부착하기 위해 형성되는 구멍과는 별도로 LED 칩의 열방출을 위한 열방출구멍을 기판부에 형성한 후, 상기 열방출구멍을 열방출을 수행할 수 있게 하거나, 열 펌핑 기능이 있는 열전소자(방열판등)을 사용하여 LED 칩에서 발생되는 열을 냉각시키도록 한 것에 의해 열화현상에 의한 효율저하 및 파손등을 방지할 수 있게 하였지만 냉각작용의 정확성도 크게 떨어지고 특히, 겨울철의 낮은 온도에 의한 효율성저하는 방지할 수 없는 단점이 있기 때문에 LED 등기구의 활성화에 저해요인으로 작용하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 LED 칩이 부착되는 PCB 기판에 온도센서와 냉온반도체 소자를 부착하여 주위온도 변화시에 LED 칩이 냉각 또는 발열되는 작용으로 적정온도가 유지되게 하여 충분한 성능을 발휘할 수 있도록 한 LED를 이용한 고효율 등기구를 제공함에 있다.

본 발명의 LED를 이용한 고효율 등기구는 LED 칩이 부착되는 PCB 기판과, 상기 기판의 일측면에 고정설치되는 냉온반도체 소자와, 상기 설치부재 주위온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서에서 감지된 온도에 따라 작동하여 상기 냉온반도체 소자의 전원극성(+)(-)을 변환하는 스위칭부로 이루어진다.

또한, PCB 기판 일측방향에는 등기구 설치부재를 보호 및 설치할 수 있고 열전달성을 갖는 금속제의 지지판을 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 구성실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 등기구를 구성하기 위한 다수의 LED 칩(20)을 구비하고 그 LED 칩(20)을 전자회로선이 배치된 PCB 기판(10)에 부착하여 전원이 공급되게 한다.

상기 LED 칩(20)과 대향되는 위치의 PCB 기판(10)일측면에 냉온반도체 소자(30)를 고정설치하여 냉각 및 발열이 되게 하되 냉온반도체 소자(30)는 직류전원공급이 되면 한쪽면은 냉각되고 다른쪽면은 열이 발생되는 펠티어(Peltier) 소자등을 사용함이 바람직하다.

그리고, 냉온반도체 소자(30)는 인가되는 직류전원의 극성(+)(-)에 의해 냉각 및 발열되는 부위면이 변환되도록 하여 주위온도에 따라 냉각 또는 발열작용으로 LED 칩(20)이 적정온도가 유지되게 한다.

또, 상기 냉온반도체 소자(30)는 온도센서(40)와 연결되어 온도센서(40)에 의해 감지된 신호에 의해 전원극성(+)(-)이 전환 되게 한다.

상기 온도센서(40)는 고온감지센서(40a)와 저온감지센서(40b)로 구비되고 그 고온감지센서(40a)와 저온감지센서(40b)는 주위온도변화에 따라 어느 하나가 선택적으로 작용하여 스위칭부(50)의 접점단자(50a)를 접속하는 수단으로 냉각 또는 발열작용을 할 수 있게 된다.

또, 온도센서(40)의 설치위치는 LED 칩(20)의 전방에 위치한 발열부위 또는 PCB 기판(10) 등의 온도를 감지할 수 있는 어느 위치에나 사용할 수 있는 것이므로 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.

상기 스위칭부(50)는 전원인가시에 접점단자(50a)의 단속이 이루어지는 릴레이스위치로 구성되어 스위치작동을 하는 것이 바람직하다.

PCB 기판(10)의 일측 방향에 설치되는 금속제의 지지판(60)은 냉온반도체 소자(30) 등을 보호 및 설치할 수 있게 하고 열전달성을 가지므로 냉온반도체 소자(30)의 냉각작용시에 의해 발생된 열을 식혀주거나 발열작용시의 차가운 온도를 외부로 보내는 기능을 하게 된다.

이와 같이 된 본 발명은 PCB 기판(10)에 다수 부착되어 있는 LED 칩(20)에 의해 LED 등기구를 구성하여 인가되는 전원공급에 의해 LED 점등이 이루어지게 된다.

이때, 본 발명에 따른 LED 등기구는 등기구의 주위온도를 LED 칩(20)의 전방에 위치한 발열부위 또는 PCB 기판(10) 등의 온도를 감지할 수 있는 위치에 설치된 온도센서(40)에 의해 감지하여 그 감지된 신호에 의해 냉온반도체 소자(30)를 냉각 또는 발열시키는 수단으로 최적의 광량으로 충분한 성능을 발휘할 수 있는 적정한 상온을 유지시켜 효율성을 높일 수 있게 된다.

즉, 등기구의 주위온도가 LED 칩(20)에서 열이 과도하게 발생하는 열화현상이나 여름철과 같이 높은 온도(약 30℃ 이상)에 의해 열화현상이 발생하여 주위온도의 냉각이 필요하게 되는 경우에는 온도센서(40)의 고온감지센서(40a)에 의해 스위칭부(50)의 R₁접점단자(50a)를 접속하여 냉온반도체 소자(30)를 냉각시키는 냉각작용으로 주위온도를 낮춰 열화를 방지하게 된다.

그리고, 등기구의 주위온도가 겨울철과 같이 계절적인 요인 등에 의해 과도하게 낮은 온도(약 0℃ 이하)인 경우에는 온도센서(40)의 저온감지센서(40b)에 의해 스위칭부(50)의 R₂접점단자(50a)를 접속하여 냉온반도체 소자(30)를 발열시키는 발열작용으로 주위온도를 상온으로 높여 충분한 성능을 발휘할 수 있게 하여준다.

상기에서 냉온반도체 소자(30)의 냉각작용이라 함은 주위온도를 낮춰주기 위해 냉각이 필요한 한쪽면을 의미하고 그 반대쪽면은 열이 발생하게 됨을 나타내고, 발열작용은 상기 냉각작용과 반대되는 현상으로 이루어짐을 나타낸다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이와 같이 본 발명의 LED를 이용한 고효율 등기구는, 적은 에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으면서 LED 칩이 부착되는 PCB 기판에 온도센서와 냉온반도체 소자를 부착하여 주위온도 변화시에 LED 칩이 냉각 또는 발열되는 작용으로 적정온도가 유지되게 하여 충분한 성능을 발휘할 수 있고 효율성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 LED를 이용한 고효율 등기구를 제공하는 효과가 있다.

Claims

LED 칩이 부착되는 PCB 기판과;

상기 기판의 일측면에 고정설치되는 냉온반도체 소자와;

상기 설치부재 주위온도를 감지하는 온도센서와;

상기 온도센서에서 감지된 온도에 따라 작동하여, 상기 냉온반도체 소자의 전원극성(+)(-)을 변환하는 스위칭부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 L E D 를 이용한 고효율 등기구.
제 1항에 있어서, 상기 PCB 기판의 일측 방향에 등기구 설치부재를 보호 및 설치하고 열전달성을 갖는 금속제의 지지판을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 L E D 를 이용한 고효율 등기구.
제 1항에 있어서, 상기 냉온반도체 소자는 인가되는 직류전원의 극성(+)(-)에 의해 냉각 및 발열되는 부위면이 변환되는 구성으로 됨을 특징으로 하는 L E D 를 이용한 고효율 등기구.
제 1항에 있어서, 상기 온도센서는 고온감지센서와 저온감지센서로 구비되고 그 고온감지센서와 저온감지센서는 선택적으로 작용하여 스위칭부의 접접단자를 접속하는 구성으로 됨을 특징으로 하는 L E D 를 이용한 고효율 등기구.
제 1항에 있어서, 상기 스위칭부는 전원인가시에 접점단자의 단속이 이루어지는 릴레이스위치로 구성되어 스위치 작동되는 것을 특징으로 하는 L E D 를 이용한 고효율 등기구.