KR100915892B1

KR100915892B1 - Ｌｅｄ 전구

Info

Publication number: KR100915892B1
Application number: KR1020080045612A
Authority: KR
Inventors: 홍삼표
Original assignee: 홍삼표
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-09-07
Also published as: WO2009139610A3; WO2009139610A2

Abstract

본 발명은 기존의 형광등의 장비나 회로의 별도 수정 없이 전구만을 교체하여 사용할 수 있고 다양한 밝기와 색상을 연출할 수 있는 형광등 대체용 LED 전구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 LED 전구는 LED를 구비하는 몸체부; 형광등과 동일한 형상을 갖는 4개의 전극을 구비하는 경우 어느 하나의 전극을 일차 전극으로 나머지 3개의 전극을 단락시켜 이차 전극으로 구성하는 소켓부; LED에서 방사되는 빛을 외부로 전달하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능한 글로부; 몸체부의 내부 공간을 보호하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능한 커버부; 및 상기 몸체부의 내부 공간의 이차 면에 배치되고 LED의 색상 조절, 밝기 조절 및 온오프를 제어하는 제어부를 포함한다.

형광등, LED 전구,

Description

ＬＥＤ 전구 {LED LAMP}

본 발명은 LED 전구에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 기존 형광등 소켓에 별도의 수단의 추가나 변경 없이 종래의 형광등을 대체할 수 있는 환경 친화적인 LED 전구에 관한 것이다.

통상적인 형광등은 소비전력이 20W 정도이고, 표면 온도가 60℃ 정도이며, LED 전구에 비하여 수명이 짧다는 단점을 갖는다. 아울러 내부에 수은과 같은 환경공해물질을 내포하고 있다는 점이 가장 큰 단점이다.

또한 종래의 형광등을 제조하기 위해서는 대규모의 진공설비와 같은 장치가 필요하기 때문에 제조가 용이하지 않다는 문제점을 갖는다.

한편, 종래의 형광등 대체용 LED 전등은 도광판을 사용한 형태로 구성되기 때문에 기존 형광등의 전등 설비를 모두 교체하여 결선공사를 하여야 하므로 교체비용이 증가하게 되고 교체 작업이 복잡해지는 단점이 있었다.

또한 기존 형광등의 경우 사용자가 적색, 청색, 녹색, 보라색 등 임의의 원 하는 색상을 얻기가 매우 힘들었고 이를 위하여 백색 형광등의 표면에 별도 코팅지를 부착하여 사용하거나 특정 가스를 형광등에 주입하여 색상을 얻는 방법이 있었으나 원가가 비싸고 작업에 불편함이 있었으며 단지 하나의 색만으로 얻을 수 있는 단점이 있었다.

또한 기존 형광등의 경우 밝기 조절을 하기 위해서는 별도 밝기조절용 제어장치가 필요하고 이 제어장치의 설치 공사가 부가적으로 필요한 불편함이 있었다.

또한 기존 형광등을 여러개를 하나로 묶어 전원 스위치를 연결하여 사용함에 의하여 개별적으로 온오프가 힘들다는 불편함이 있었다.

또한 기존 형광등은 인테리어에 필요한 용도에 맞게 형광전구의 단면이 원형이 아닌 판형, 각형, 역삼각형, 타원형 등 여러 종류가 구비되지 못하는 불편함이 있었다.

또한 기존 형광등은 광원을 특정부분에 조사하기 위하여 형광등에 별도의 수단을 설치하기가 어려운 불편함이 있었다,

아울러 기존 형광등 몸체에서 60℃ 이상의 열에너지가 재활용 없이 그대로 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 기존 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래 형광등의 장비나 회로의 변경 또는 추가 없이 기존 형광등 소켓에 그대로 장착하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 전구의 밝기, 색상 및 온오프를 원격 제어할 수 있고 생산성을 증대할 수 있으며 사용자의 취향에 맞는 글로부의 교체가 가능하여 외관의 미려함과 응용범위를 확대할 수 있는 형광등 대체용 LED 전구를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 몸체부에 소켓부의 체결을 가능하게 하는 소켓부 체결홈, 몸체부의 일차 면에 배치되는 열전도성 기판, 열전도성 기판 상에 배치되는 LED, 및 LED에 연결된 전선을 몸체부의 이차 면으로 연결시키기 위한 전선통과 홀을 구비하는 몸체부; 몸체부와의 체결을 가능하게 하는 체결부 및 형광등과 동일한 형상을 갖는 2개 또는 4개의 전극을 구비하고, 소켓부가 4개의 전극을 구비하는 경우 어느 하나의 전극을 일차 전극으로 나머지 3개의 전극을 단락시켜 이차 전극으로 구성하고, 소켓부가 2개의 전극을 구비하는 경우 각각을 일차 및 이차 전극으로 구성하는 소켓부; LED에서 방사되는 빛을 외부로 전달하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능하며 복수의 형태들로부터 선택 가능한 투명 또는 반투명 재질의 글로부; 몸체부의 내부 공간을 보호하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능하여 몸체부의 내부 공간에 배치되는 부품들의 수리를 용이하게 하는 커버부; 및 상기 몸체부의 내부 공간의 이차 면에 배치되는 LED의 색상 조절, 밝기 조절 및 온오프를 제어하는 제어부를 포함하는 LED 전구를 제공한다.

상기 제어부는 제어 신호의 수신 및 출력 단자를 구비하는 마이컴, 출력 단자로부터의 출력을 수신하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 드라이버, PWM 신호를 수신하여 LED를 온오프하는 트랜지스터, 및 트랜지스터의 전류를 일정하게 유지하기 위해 전류를 측정하는 센싱 저항을 포함할 수 있다.

상기 LED는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED로 구성되고, 각 LED가 상기 PWM 드라이버, 트랜지스터 및 센싱 저항을 구비할 수 있다.

상기 제어부는 사용자가 원하는 색상이나 밝기를 저장하고 필요시 판독하여 원하는 색상과 밝기를 재현하는 메모리를 포함할 수 있다.

상기 LED 전구는 상기 몸체부의 내부 공간의 이차 면에 배치되고 상기 일차 전극 및 이차 전극으로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원장치부를 더 포함할 수 있다.

상기 LED 전구는 전원선에 중첩되어 전달되는 LED의 색상 조절, 밝기 조절 및 온오프 제어 신호를 감지하는 유선통신부 또는 상기 제어 신호를 무선으로 수신할 수 있는 무선수신부를 더 포함할 수 있다.

상기 LED 전구는 상기 일차 전극 또는 이차 전극에 연결되는 과전류 보호용 퓨즈를 더 포함할 수 있다.

상기 몸체부는 그의 내면 또는 외면에 형성되는 요철 형태의 방열 날개를 더 구비할 수 있다.

상기 몸체부는 LED에서 발생하는 열을 방출할 수 있는 방열 홀을 더 구비할 수 있다.

상기 몸체부의 단면이 반원형 또는 사각형 형태일 수 있다.

상기 글로부의 단면이 반원형, 타원형, 역삼각형 또는 사각형 형태일 수 있다.

상기 LED 전구의 몸체부 전체 또는 일부, 또는 커버부가 원적외선을 방출하는 탄소화합물로 이루어져 LED의 발열로 인한 열이 탄소화합물을 가열하여 원적외선이 방출되게 할 수 있다.

상기 LED 전구는 상기 몸체부와 착탈 가능한 확장부를 더 포함하고, 상기 글로부는 빛을 직진, 확산 또는 집중시킬 수 있는 형태를 갖고 상기 확장부에 착탈될 수 있다.

상기 LED 전구는 형광등 회로의 별도 수정 또는 변경 없이 형광등 소켓에 끼워 사용 가능할 수 있다.

본 발명에 따른 형광등 대체용 LED 전구에 따르면 기존 형광등 소켓에 그대로 교체하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 밝기조절, 색상조절, 원격제어, 작업의 용이성증대, 원가 절감 및 외관의 미려함을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 형광등 대체용 LED 전구의 보다 구체적인 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따른 LED 전구는 기존 형광등 소켓에 좌우 전극을 맞춰 꽂으면 점등되므로 기존 형광등 장치의 내부 안정기를 제거하거나 스타터를 제거하지 않고 사용이 가능하다.

둘째, 본 발명에 따른 LED 전구를 신규로 전등을 설치시 기존 형광등의 안정기 및 스타터와 같은 부품이 필요하지 않아 자원절감에 기여할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 LED 전구의 전원장치부, 유선통신부 및 제어부를 몸체부 내부에 모두 장착하므로 외관상 미려함을 추구할 수 있다.

넷째, 본 발명은 전극을 고정기판에 납땜 후 소켓부에 내측에서 외측으로 삽입하여 체결시키고 몸체부의 좌우측에 결합 시키면 되므로 생산과 수리작업이 용이하게 되는 효과를 얻을 수 있다.

다섯째, 본 발명은 내부에 전원장치가 내장되어 있어 일반 형광등 회로, 전자 스타터가 내장된 형광등 회로, 인버터 방식의 형광등 회로에 모두 별도의 수정이나 변경 없이 적용이 가능한 장점이 있다.

여섯째, 본 발명은 제어부에 3개의 LED 구동부를 구비하고 각각의 구동부에 백색 LED만을 또는 적색, 녹색, 청색 LED를 각각 사용하여 무선방식, 적외선 방식의 리모콘의 조작명령이나 유선통신부를 통한 제어 명령에 의한 밝기 조절, 색상 조절, 온오프 등의 동작 효과를 얻을 수 있다.

일곱째, 본 발명은 방열을 위한 방열 면적을 증대시키기 위하여 몸체부의 외측에 요철 형태의 방열 날개를 형성하여 공기의 접촉 면적을 증대시켜 효과적인 방열 효과를 얻을 수 있다.

여덟째, 본 발명은 별도의 확장장치를 몸체부에 장착하여 LED의 빛을 특정 영역으로 쉽게 조사시키는 효과를 얻을 수 있다.

아홉째, 본 발명은 몸체부 전부 또는 몸체부의 일부 영역에 탄소소재화합물을 같이 사용함에 의하여 LED 발열로 인한 열로 탄소소재화합물을 데워지게 함에 의해 인체에 유익한 원적외선의 방출 효과를 얻어 피로회복, 항균효과, 공기정화 등 부가적인 효과를 얻을 수 있다.

열째, 글로부의 구조가 매우 단순하여 외관이 산뜻하고 깨끗하게 되는 장점을 갖고 몸체부와 체결되면 틈새가 적어 먼지 등의 불순물의 유입이 적고 먼지누적에 따른 제품 밝기 성능 저하나 축열로 인한 화재의 위험을 줄일 수 있다.

열한번째, 글로부는 단면이 반원형, 반타원형, 사각형, 역삼각형 등 여러 가지 형태로 구성 가능함에 의해 다양한 용도에 적용이 가능해진다.

본 발명에 따른 LED 전구는 글로부, 몸체부, 커버부, 좌우 소켓부를 포함한다.

상기 글로부는 LED에서 방사되는 빛을 분산하는 기능을 하는 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진다.

상기 글로부는 몸체부와 결합되는 구조이며 단면의 형태는 반원형, 사각형 또는 역삼각형 등 여러 가지 형태가 될 수 있다.

상기 몸체부는 표면에 LED를 구비하고 몸체부의 하측에 배치되는 열전도성 기판, 및 LED와 제어부와 연결을 하기 위한 전선 통로를 포함한다. 상기 몸체부에 별도의 전면 확장 커버부를 체결할 수 있다.

상기 몸체부는 금속이나 플라스틱과 같은 재질 또는 원적외선을 방출하는 탄소소재화합물 등으로 이루어질 수 있다.

상기 몸체부는 LED에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 방열 홀을 하측에서 상측으로 또는 측면으로 다수개 형성할 수 있다.

상기 몸체부의 외면에 형성되는 요철은 경우에 따라 수를 조정할 수 있다. 요철이 많을수록 공기의 접촉 면적이 확대되어 방열의 효과가 증대되게 된다.

상기 몸체부의 단면은 사각형, 반원형 또는 마름모형 등 다양한 형태일 수 있다.

상기 커버부는 몸체부의 후면에 탈착 가능하다. 후면 커버부는 금속이나 플라스틱과 같은 재질, 또는 원적외선을 방출하는 탄소소재화합물 등으로 이루어질 수 있다.

상기 소켓부는 좌우로 각각 구성되며 형광등 전극을 고정하는 전극고정용기판, 상기 전극에 납땜되어 전원부로 연결되는 전선, 상기 전극고정용기판을 고정하는 고정볼트 및 몸체부와 소켓부의 체결을 용이하게 하기 위한 결합 홈을 포함한다.

상기 소켓부에서 좌측소켓부에 연결되는 전극의 일측은 퓨즈를 통하여 전원장치부에 인가되고, 다른 전극은 오른쪽 소켓부의 전극과 별도의 전선을 통하여 연결되고 오른쪽 소켓부의 전극은 모두 단락되는 형태로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 LED 전구는 LED를 구동하기 위한 제어부, 원격유선제어를 위한 유선통신부, 제어부와 유선통신부 및 LED에 전원을 공급하기 위한 전원 장치부, 및 적외선이나 무선신호 수신을 위한 무선수신부를 포함한다.

상기 제어부는 무선신호나 적외선신호, 또는 유선통신부로부터 온오프 명령, 밝기 조절 명령, 색상 변경 명령 등을 받아 내장된 마이크로프로세서에 의해 각각의 동작을 수행하고 내부에 내장된 플래쉬 메모리에 사용자가 설정한 색상 변경치, 밝기 변경치를 저장하며 마이크로프로세서의 일측에 구비된 시리얼통신 단자를 통하여 유선통신부와 송수신을 한다.

또한 마이크로프로세서의 일측은 적색, 녹색, 청색의 LED를 구동하는 각각의 PWM 드라이버에 구동신호의 크기를 증감시킴에 의해 적색, 녹색, 청색의 밝기가 변하게 되고 이것의 조합에 의한 다양한 색상의 연출이 가능하게 한다. 아울러 적색, 녹색, 청색 LED를 사용하는 대신 백색 LED만을 사용하는 경우는 밝기가 조절되는 효과가 얻어진다.

상기 유선통신부는 마이크로프로세서에서 시리얼 통신 단자를 통해 출력되는 송신 명령을 아날로그로 변조시켜 전원공급선에 실어 송출하는 기능과 더불어 도면에는 도시하지 않았으나 별도의 외부 장치를 통해 밝기조절명령, 색상조절 명령, 온오프 명령 등을 아날로그로 변조시켜 전원선에 실려서 유입되면 이 신호를 수신하여 디지털 신호로 복조 후 마이크로프로세서의 시리얼 통신의 수신 단자로 데이터를 전달하는 기능을 한다. 일반적으로 전력선 통신방식이라고 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 종래의 일반적인 형광전구의 정면도를 도시하고, 도 2는 도 1의 형광전구의 측면도를 도시한다. 도 3은 종래의 D형 또는 PL형 형광전구의 상면도 및 정면도를 도시하고, 도 4는 도 3의 형광전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다. 도 5는 종래의 2극형 형광전구의 상면도 및 정면도를 도시하고, 도 6은 도 5의 형광전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 종래의 일반적인 형광등 및 종래의 D형 또는 PL형 형광등은 4개의 전극(1), 소켓부(2) 및 글로부(3)를 포함한다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 종래의 2극형 형광등은 2개의 전극(1), 소켓부(2), 글로부(3) 및 체결부(4)를 포함한다.

도 7은 종래의 일반적인 형광등 회로를 도시한다.

도 7을 참조하면, 교류전원이 안정기(L1)의 일측에 인가되고 안정기(L1)의 반대측은 형광등의 전극(P1)에 연결되고 전극(P2)은 스타터(ST)의 일측에 연결되는 구성이 된다. 스타터(ST)의 반대측은 형광등의 전극(P4)에 연결되고 전극(P3)은 전원공급선의 일측에 연결되는 구성이 된다. 콘덴서(C2)는 스타터(ST)의 동작시 잡음을 제거하는 용도이다.

도 8은 종래의 기존 스타터 대신에 전자식 스타터를 이용하는 형광등 회로를 도시한다. 도 8을 참조하면, 전자식 스타터는 스타터 제어회로(30) 및 반도체 스위치(31)를 포함한다. 기본 동작은 도 7의 기존 형광등과 동일하다.

도 9는 종래의 인버터 방식의 형광등 회로를 도시한다.

도 9를 참조하면, 공급전원이 라인필터(40)를 통하여 잡음을 제거 후 정류기(41)에 의해 직류로 변환된 후 발진부(42)에 공급되고 발진부(42)에서는 수십 KHZ의 주파수를 발진시키고 이를 인버터 구동부(43)에서 FET 소자 또는 IGBT 소자 등과 같은 트랜지스터 소자를 이용하여 형광등 점등에 필요한 전압으로 구동시켜 형광등 전극(P1)에 인가한다. 전극(P2)은 콘덴서(CAP)를 통하여 전극(P4)에 연결되고 전극(P3)은 인버터 구동부(43)의 일측에 연결된다.

도 10은 종래의 2극형 형광등 회로를 도시한다. 도 10을 참조하면, 공급전원은 안정기(L1)에 인가되고 안정기(L1)의 반대측은 2극형 형광등의 전극의 일측에 인가되고 다른 일측은 전원에 연결된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 회로 구성을 도시한다.

도 11을 참조하면, 전원은 퓨즈(9)를 통해 전원장치부(5)에 공급되고 이것의 출력은 LED(13)를 구동하는 제어부(7)에 인가되고 이 공급전원은 직류 레귤레이터(도 12의 32)를 통해 LED의 공통단자에 동작전원의 공급과 마이크로프로세서(33)에도 전원을 공급한다. 전원장치부(5) 내부에 도시된 부하저항(27)은 안정적인 전원동작을 위해 일정 부하를 걸어주기 위한 용도이다.

마이크로프로세서(도 12의 33)는 무선 또는 적외선과 방식의 명령신호를 수신부(8)를 통해 수신 후 이를 내부에 프로그램 된 내용으로 전구의 온오프, 색상 변경, 밝기 변경 등의 동작이 이루어져 각각의 LED를 구동한다. 또한, 유선통신부(6)는 결합콘덴서(28)를 통해 전원과 연결되고, 제어부(7)와 별도의 외부장치와의 밝기 조절, 색상 조절, 온오프 등의 명령과 응답 신호를 아날로그로 변조시킨 후 인가된 전원라인에 중첩하여 송수신하는 기능을 한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 제어부의 구성을 도시한다.

도 12를 참조하면, 마이크로프로세서(33)의 내부에는 플래쉬 메모리(38)를 내장하여 사용자가 임의적인 밝기와 색상 설정치를 기억시켜, 사용자가 필요에 따라 저장된 값을 읽어내어 원하는 밝기나 색상으로 LED의 구동이 이루어지게 한다. 수신부(8)에서 무선신호나 적외선 신호로 받은 명령데이터는 마이크로프로세서(33)의 인터럽트 단자와 같은 포트에 인가하여 명령을 쉽게 판독할 수 있게 구성하고 OUT1, OUT2, OUT3의 3개의 출력을 구비하여 각각의 PWM 드라이버(34)에 개별적인 구동신호가 공급되게 구성한다. 각각의 PWM 드라이버(34)의 출력은 구동 FET 및 TR 등의 소자(35)를 통해 해당 LED를 구동하게 된다.

예들 들어 D1 출력단에 백색 LED를 연결하는 경우 백색만이 얻어지고 D1에 적색 LED, D2에 녹색 LED, D3에 청색 LED를 각각 연결하는 경우 적색, 녹색, 청색의 조합에 의한 다양한 칼라를 연출할 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.

밝기 조절 동작은 예들 들어 마이크로프로세서(33)에서 PWM 드라이버(34)에 인가되는 디지털 신호 펄스의 듀티비가 최고일 때 LED에 흐르는 전류가 최대가 되어 가장 밝게 된다. 역으로 이 듀티비를 감소시키면 LED에 흐르는 전류가 줄어들어 어둡게 된다.

또한 이 디지털 신호 펄스의 듀티비를 외부의 무선, 적외선, 또는 유선통신을 통해 증가/감소 명령을 마이크로프로세서가 판독하여 PWM 드라이버(34)에 인가하는 디지털 신호의 듀티비를 변화시키고 이것은 결국 PWM 드라이버(34)의 출력이 변화됨에 의해 LED(13)에 흐르는 전류가 변화되고 밝기가 변화되는 것이다. 이것 은 적색, 녹색, 청색 LED(13)를 사용하는 경우도 마찬가지 형태로 동작이 이루어진다.

구동 FET(35)의 전극에는 코일(37) 및 저항(36)이 연결되어 있다. 저항(R1, R2, R3; 36)은 PWM 드라이버(34)의 안정적인 구동동작을 위한 전류센싱용 저항이며, 이것은 해당 LED(13)에 전류가 많이 흐르면 이 저항 양단의 전압이 상승하고 이것이 PWM 드라이버(34)에 전달되면 PWM 드라이버(34)는 역으로 출력신호의 크기를 낮추어서 해당 LED의 구동전류량을 줄여준다.

만약 이 양단의 전압이 낮은 경우는 PWM 드라이버(34)에 전달되는 전압이 줄어들게 되면 역으로 PWM 드라이버(34)의 출력신호의 크기를 증가시켜 해당 LED의 구동전류량을 증가시킨다. 이로써 항시 일정량의 전류가 해당 LED에 흐르게 한다.

즉 마이크로프로세서(33)에서 구동 신호가 인가되면 이 신호의 크기에 준한 PWM 드라이버(34)의 출력의 크기가 결정되어 해당 LED를 구동하며 이 구동치가 일정하게 유지되게 하기 위하여 전류센싱저항(36)을 통한 검출전압을 감지하여 지속적인 피드백을 통한 일정량의 전류가 LED에 흐르게 동작하는 것이다.

도 13은 종래의 일반적인 형광등 대신에 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구를 적용한 경우의 회로 구성을 도시한다.

도 13을 참조하면, 교류전원이 안정기(L1)의 일측에 인가되고 안정기(L1) 반대측은 형광등의 전극(P1)에 연결되어 전원장치부(5)의 일측에 연결되고 전원의 다른측은 전극(P3)을 통해 연결되지만 전극(P3) 및 전극(P4)이 단락되어 있고 동시에 내부의 전선을 통해 전극(P2)과도 단락되어 전원장치부(5)에는 전원이 공급되어 정 상적으로 동작이 이루어지게 된다. 이 때 스타터(ST)와 잡음흡수용 콘덴서(C2)는 단락되는 형태가 되어 동작에는 아무런 영향을 미치지 않게 된다.

도 14는 종래의 전자식 스타터를 이용하는 형광등 대신에 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 전구를 적용한 경우의 회로 구성을 도시한다.

도 14를 참조하면, 교류전원이 안정기(L1)의 일측에 인가되고 안정기(L1)의 반대측은 전극(P1)에 연결되어 전원장치부(5)의 일측에 연결된다. 동시에 전원의 다른측은 전극(P3)을 통해 연결되며 이때 전극(P3)과 전극(P4)이 단락되어 있고 동시에 내부의 전선을 통해 전극(P2)과도 단락 되어 있음에 의해 전원장치부(5)에는 전원이 공급되어 동작이 이루어지게 된다. 이 때 스타터제어회로(30)와 반도체스위치(31) 및 잡음흡수용 콘덴서(C2)는 단락되는 형태가 되어 동작에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

도 15는 종래의 인버터 방식의 형광등 대신에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 전구를 적용한 경우의 회로 구성을 도시한다.

도 15를 참조하면, 공급전원은 라인필터(40)를 통하여 잡음이 제거되고 정류기(41)로 직류로 변환된 후 발진부(42)에 동작 전원이 공급되면 발진부(42)는 수십 KHZ의 주파수를 발진하여 이를 인버터 구동부(43)에서 FET 소자 및 IGBT 소자 등의 TR와 같은 소자로 구동하여 수십 KHZ의 교류전압이 형광등 전극 (P1)에 인가되어 전원장치부(5)의 일측에 공급되고 전극(P2)은 내부의 전선에 의해 전극(P3) 및 전극(P4)과 모두 단락되면서 인버터의 출력의 다른측에 연결된다. 결국 인버터 구동부(43)의 교류출력전압은 전극(P1) 및 전극(P2) 양단에 공급되는 형태가 되어 이 전압을 전원장치부(5)가 정류하여 직류를 만들어 정상적인 전구의 동작이 이루어진다.

도 16은 종래의 2극형 형광등 대신에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 전구를 적용한 경우의 회로 구성을 도시한다.

도 16을 참조하면, 전원은 안정기(L1)에 인가되고 안정기(L1)의 반대측은 형광등 대체용 LED 전구의 전극(P1)에 인가되고 다른 전극(P2)의 일측에 전원에 연결됨에 의하여 정상적인 전구의 동작이 이루어진다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 형광등 대체용 LED 전구의 정면도를 도시한다. 도 17을 참조하면, 좌우측의 전극(1)과 좌우측 소켓부(2), 몸체부(16), 커버부(21) 및 글로부(3)가 모두 결합된 형태를 도시하였다.

도 18은 도 17의 LED 전구의 측면 단면도를 도시한다. 도 18을 참조하면, 몸체부(16)의 하측에 열전도성 기판(14)의 표면에 파워 LED(13)를 장착하고 각각의 LED를 전선(11)을 통해 연결시킨 후 전선통로(15)를 통하여 제어부(7)로 연결이 되게 한다.

몸체부(16)의 방열을 위하여 몸체부(16)의 하측에서 상측으로 또는 측면으로 방열 홀(26)을 추가로 형성할 수 있다.

몸체부의 내부에는 전원장치부(5), 유선통신부(6), 제어부(7)가 장착 되고, 수리와 조정 작업 등을 용이하게 하기 위한 별도의 착탈식 커버부(21)를 상측에 구비한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 왼쪽 소켓부의 구성을 도시 한다. 도 19를 참조하면, 일측에 전극(1)이 전극고정용기판(10)에 납땜 고정되고 이것을 소켓부(2)의 안쪽에서 바깥쪽으로 삽입 시킨 뒤 별도의 고정볼트(17)를 사용하여 안쪽에서 고정시키는 형태로 구성한다. 또한 동작중 급격한 전류가 흘러 화재나 소손이 되는 것을 보호하기 위하여 반도체 퓨즈, 저항퓨즈 등의 일반적인 형태의 퓨즈(9)를 고정기판 상에 구비하여 보호기능과 더불어 애프터서비스 작업이 용이하게 한다. 아울러 몸체부(16)와 체결되는 몸체부 체결홀(44) 및 글로부(3)의 체결을 용이하게 하기 위하여 체결홈(24)을 구비하였다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 오른쪽 소켓부의 구성을 도시한다. 도 20을 참조하면, 전극(1)을 내부에 장착된 전극 고정용기판(10)에 고정하고 이것을 소켓부(2)의 안쪽에서 바깥쪽으로 삽입 시킨 뒤 고정볼트(17)를 사용하여 고정하는 형태로 구성되며, 별도의 단락전선(12)을 사용하여 2개의 전극(1)이 단락되는 형태로 구성된다. 이 단락전선은 전극고정기판(10) 상의 패턴으로 구현될 수도 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 형광등 대체용 LED 전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다.

도 21을 참조하면, 파워 LED(13)가 열전도성 기판(14) 위에 장착된 후 이것이 몸체부(16)의 하측에 취부되고 몸체부(16)의 내부에 전원장치부(5), 유선통신부(6), 제어부(7), 기타 전자부품(29)이 놓이게 되고 별도의 커버부(21)과 결합된 형태를 도시하였다. 몸체부(16)의 하측에는 글로부(3)의 체결을 위한 걸림턱(19)을 구비하여 글로부(3)의 결합이 용이하게 하였다. 전원장치부(5), 유선통신 부(6), 제어부(7)의 고정을 위한 별도의 고정볼트(17)를 사용하여 고정하고, 수신부(8)는 몸체부(16)의 일측에 위치한 예들 도시하였고 글로부(3)가 몸체부(16)와 결합된 형태를 도시하였다.

도 22는 둥근 단면의 몸체부를 구비하는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구에 다양한 형태의 글로부가 적용된 예를 도시한다. 도 22를 참조하면, 적용된 글로부의 단면은 원형, 사각형 및 삼각형이다.

도 23은 사각형 단면의 몸체부를 구비하는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구에 다양한 형태의 글로부가 적용된 예를 도시한다. 도 23을 참조하면, 적용된 글로부의 단면은 원형, 사각형 및 삼각형이고, 몸체부의 내면 또는 외면에는 요철 형태의 방열 날개(18)가 형성되어 있다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구에 글로부를 확장하기 위해 별도의 확장장치를 사용하여 결합시킨 형태를 도시한다.

도 24를 참조하면, 확장부(22)는 LED로부터 발산되는 빛을 특정 영역으로 모으거나 확대할 수 있다. 확장부(22)의 상측은 몸체부(16)와 결합되고 글로부(3)는 플라스틱 및 유리 등과 같은 소재로 구성 되고 이를 고정하기 위한 고정홀더(23)를 구비하여 결합 시킨다. 확장부(22)에 결합되는 글로부(3)는 빛의 방사각의 확대를 원할시 반원형을 사용하고, 빛을 그대로 방사하기 위하여 평면형을 사용하며, 빛을 방사를 모아서 사용하기를 원하는 경우는 역삼각형 형태의 글로부(3)를 사용하여 조광홀(25)을 통해 원하는 영역에 빛을 조사할 수 있다. 이 이외에 사용자의 용도에 맞게 다양한 형태의 글로부를 적용 가능하다.

도 25는 도 24의 확장장치가 몸체부, 소켓부, 커버부와 결합된 실시예의 정면도를 도시한다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 결합 전개도를 도시한 것이다.

도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 종래의 D형 또는 PL 형광등 대체용 LED 전구의 정면도 및 상면도를 도시하고, 도 28은 도 27의 LED 전구의 정면 및 상면의 단면도를 도시한다.

도 28을 참조하면, 전극(1)을 통해 전원은 전원장치부(5)의 기판 상에 위치한 퓨즈(9)를 통해 전원장치부(5)의 일측에 공급되고 다른 전원의 일측은 전극(P2), 전극(P3) 및 전극(P4)에 공급된다. 도 17의 종래의 일반 형광등 대체용 LED 전구와 차이점은 소켓부(2)가 1개인 점을 제외하고는 기타 내부 구성과 동작은 동일하다.

도 29는 도 27의 LED 전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다. 도 29를 참조하면, 도 17의 일반 형광등 대체용 LED 전구와 마찬가지로 몸체부(16)의 하측에 파워 LED(13)가 장착된 열전도성 기판(14)이 위치하고 이것은 도 28에 도시한 바와 같이 전선(11)을 통하여 각 파워 LED(13)가 결선된 후 전선통로(15)를 통해 제어부(7)에 연결된다. 무선신호 또는 적외선신호 수신부(8)는 몸체부(16)의 일측에 위치한다.

도 30은 도 27의 LED 전구에 결합될 수 있는 글로부의 다양한 실시예를 도시한다.

도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 D형 또는 PL 형광등 대체용 LED 전구의 결합 전개도를 도시한다.

도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종래 2극형 형광등 대체용 LED 전구의 정면도 및 상면도를 도시한다. 도 32를 참조하면, 체결부(4)는 기존 2극형 전구의 코넥터와 호환이 되게 하기 위한 것이며 몸체부(16)에는 내부와 외부에 요철 형태의 방열 날개(18)를 형성하여 방열효과를 증대시키고, 커버부(21)에는 환기구(20)을 형성하여 내부의 열이 외부로 방출이 되게 한다. 무선신호 또는 적외선 신호의 수신부(8)는 커버부의 일측에 구비된다.

도 33은 도 32의 LED 전구의 상면의 단면도를 도시한다. 도 32를 참조하면, 몸체부(16)의 일측에 파워 LED(13)가 장착된 열전도성 기판(14)이 위치하고 내부의 전선통로(15)를 통하여 파워 LED(13)와 제어부(7)가 연결이 되게 하며 유선통신부(6)와 전원장치부(5)가 각각 위치하게 한다. 전극(1)은 전원장치부(5)에 전원이 공급되며 몸체부(16)의 일측에는 글로부(3)가 결합 된다.

도 34는 도 32의 LED 전구의 소켓부의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 34를 참조하면, 전극(1)은 체결부(4)와 같이 커버부(21) 상에 종방향 또는 횡방향으로 형성될 수 있다.

도 35는 도 32의 LED 전구의 LED가 배치된 전면부분의 구성예를 도시한 것이다. 도 35를 참조하면, 커버부(21)와 몸체부(16)가 결합된 형태 위에 열전도성 기판(14) 위에 파워 LED(13)가 장착되었고 전선통로(15)를 통해 제어부(7)와 연결된다.

도 36은 도 32의 LED 전구에 결합될 수 있는 글로부의 다양한 실시예를 도시한다.

도 37은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2극형 형광등 대체용 LED 전구의 결합 전개도를 도시한다.

이하, 본 발명의 구성 및 효과의 특징을 연관시켜 보다 상세하게 설명한다.

첫째, 일반적인 형광등의 경우 수명이 짧으나 이를 LED로 대체하여 사용하면 LED의 특성상 오랜 기간 사용이 가능하게 된다. 또한 형광등은 제조를 함에 있어 가스주입설비와 진공장치 등 대규모 설비가 필요하지만 이러한 설비가 필요하지 않고 제조가 용이하다는 장점이 발생한다.

둘째, 일반적인 형광등의 경우 형광등 내부를 방전시키기 위하여 승압을 위한 안정기와 스타터가 필요한데 본 발명에서는 LED를 사용함에 의해 안정기, 스타터와 같은 부품이 필요하지 않게 되어 자원 절약 효과가 있다.

셋째, 일반적인 형광등은 내부에 수은과 같은 중금속 물질이 내포되어 있어 환경공해물질을 배출하는 문제점이 있으나 본 발명에서는 LED의 특성상 이런 물질을 배출하지 않는다는 장점이 있다.

넷째, 일반적인 형광등에 별도의 추가 장치나 변경 없이 그대로 1:1 전구 교체가 가능하므로 사용이 편리하다는 장점이 발생한다.

다섯째, 일반적인 형광등에서는 전구의 단면 형태가 원형으로 정해져 있으나 본 발명에서는 글로부를 착탈 방식으로 함과 동시에 반원형, 사각형, 역삼각형 등 여러 가지 형태로 구성하여 사용이 가능함에 의해 넓은 용도에 적용이 가능하다. 또한 확장부를 사용시 빛의 조사영역을 다양하게 얻을 수 있어 응용 범위가 확대되는 장점이 있다.

여섯째, 일반적인 형광등의 경우 과전류 보호용 퓨즈를 내장하지 못하였으나 본 발명의 경우 퓨즈를 내장시켜 발열로 인한 화재, 소손, 감전, 누전 등의 위험을 줄일 수 있는 장점이 발생한다.

일곱째, 일반적인 형광등의 경우 통상적인 경우 밝기가 거의 정해져 있으나 본 발명에서는 제품 생산 시 사용 LED의 개수를 조절함에 의해 다양한 밝기의 제품 구비가 용이 해지는 장점이 발생한다.

여덟째, 일반적인 형광등의 경우 밝기를 조절하는 경우 복잡한 제어장치를 별도로 구비, 설치하여야만 했으나 본 발명에서는 단순히 기존 형광등에서 전구만을 빼고 대체용 LED전구로 교체 후 원격 리모콘이나 전력선 통신과 같은 유선통신방식의 수단을 사용하여 밝기를 조절 가능하므로 설치경비의 절감과 사용 편리성을 동시에 얻을 수 있다.

아홉째, 일반적인 형광등의 경우 사용자가 원하는 임의의 색상을 얻기 위해 형광등 내부에 특정 가스를 주입하여 생산하거나 형광등 외부에 별도의 필림을 붙여서 구현하였으나 다양한 색상 연출이 어려웠으나 본 발명에서는 적,녹,청색의 칼라 LED를 장착하여 적,녹,청의 색상 조합에 의한 다양한 색상 연출이 용이해 지는 효과가 있다.

열째, 내부에 전력선통신방식과 같은 유선통신방식의 수단을 사용함에 의해 전원선을 통한 일괄 또는 개별적인 제어가 가능하다. 개별적인 제어라 함은 각 제 품마다 일련의 고유번호를 부여 한 후 이 고유번호에 따른 여러 명령을 송수신하여 색상 변경, 밝기 조절, 온오프 제어등을 말한다. 일괄제어라 함은 특정 번호 a에서 특정번호 b 까지 동시에 온오프 제어, 밝기 제어, 색상 변경을 하는 것을 말한다.

열한번째, 본 발명은 전원장치부, 유선통신부, 제어부 등이 모두 몸체부에 일체화 되는 구조로 되어 외관이 수려해지는 장점이 있다.

열두번째, 내부의 플래쉬 메모리가 내장되어 사용자가 원하는 색상이나 밝기를 조절 후 이를 저장시키고 이후에 다시 읽어내어 사용하는 것이 가능하다.

열세번째, 본 발명은 일반적인 D형 또는 PL형 형광등과 2극형 일반 형광등의 경우에도 동일한 형태로 적용 할 수 있다는 장점이 발생한다.

열네번째, 본 발명은 전자식 스타터를 적용한 형광등 회로와 인버터 방식의 형광등 회로에도 별도의 교체 또는 수정이 필요 없이 적용이 가능하다는 장점이 있다.

열다섯번째, 본 발명은 실시 예로 몸체부 또는 커버부의 전부 또는 일부의 사용 재질을 원적외선이 나오는 탄소화합물을 사용하여 몸체하측에 장착된 LED의 발열로 인해 몸체부가 뜨거워지면 이 탄소화합물로부터 인체에 유익한 원적외선이 방출되는 효과를 얻게 되고 열에너지의 낭비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 형광전구의 정면도를 도시한다.

도 2는 도 1의 형광전구의 측면도를 도시한다.

도 3은 종래의 D형 또는 PL형 형광전구의 상면도 및 정면도를 도시한다.

도 4는 도 3의 형광전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다.

도 5는 종래의 2극형 형광전구의 상면도 및 정면도를 도시한다.

도 6은 도 5의 형광전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다.

도 7은 종래의 일반적인 형광등 회로를 도시한다.

도 8은 종래의 전자식 스타터를 이용하는 형광등 회로를 도시한다.

도 9는 종래의 인버터 방식의 형광등 회로를 도시한다.

도 10은 종래의 2극형 형광등 회로를 도시한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 형광등 대체용 LED 전구의 정면도를 도시한다.

도 18은 도 17의 LED 전구의 측면 단면도를 도시한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 왼쪽 소켓부의 구성을 도시한다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구의 오른쪽 소켓부의 구성을 도시한다.

도 22는 둥근 단면의 몸체부를 구비하는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구에 다양한 형태의 글로부가 적용된 예를 도시한다.

도 23은 사각형 단면의 몸체부를 구비하는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전구에 다양한 형태의 글로부가 적용된 예를 도시한다.

도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 종래의 D형 또는 PL 형광등 대체용 LED 전구의 정면도 및 상면도를 도시한다.

도 28은 도 27의 LED 전구의 정면 및 상면의 단면도를 도시한다.

도 29는 도 27의 LED 전구의 측면도 및 그의 단면도를 도시한다.

도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종래 2극형 형광등 대체용 LED 전구의 정면도 및 상면도를 도시한다.

도 33은 도 32의 LED 전구의 상면의 단면도를 도시한다.

도 34는 도 32의 LED 전구의 소켓부의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 35는 도 32의 LED 전구의 LED가 배치된 전면부분의 구성예를 도시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 전극 2: 소켓부

3: 글로부 4: 체결부

5: 전원장치부 6: 유선통신부

7: 제어부 8: 수신부

9: 퓨즈 10: 전극고정용기판

11: 전선 12: 단락전선

13: 파워 LED 14: 열전도성 기판

15: 전선 통로 16: 몸체부

17: 고정볼트 18: 방열날개

19: 체결용걸림턱 20: 환기구

21: 커버부 22: 확장부

23: 고정홀더 24: 체결홈

25: 조광 홀 26: 방열홀

27: 부하저항, 더미저항 28: 결합콘덴서

29: 전자부품 30: 스타터 제어회로

31: 반도체스위치 32: 직류레귤레이터

33: 마이크로프로세서 34: PWM 드라이버

35: 구동 FET 36: 전류센싱저항

37: 코일 38: 플래쉬 메모리

40: 라인필터 41: 정류기

42: 발진부 43: 인버터 구동부

44: 몸체부 고정홀

Claims

몸체부에 소켓부의 체결을 가능하게 하는 소켓부 체결홈, 몸체부의 일차 면에 배치되는 열전도성 기판, 열전도성 기판 상에 배치되는 LED, 및 LED에 연결된 전선을 몸체부의 이차 면으로 연결시키기 위한 전선통과 홀을 구비하는 몸체부;

몸체부와의 체결을 가능하게 하는 체결부 및 형광등과 동일한 형상을 갖는 2개 또는 4개의 전극을 구비하고, 소켓부가 4개의 전극을 구비하는 경우 어느 하나의 전극을 일차 전극으로 나머지 3개의 전극을 단락시켜 이차 전극으로 구성하고, 소켓부가 2개의 전극을 구비하는 경우 각각을 일차 및 이차 전극으로 구성하는 소켓부;

LED에서 방사되는 빛을 외부로 전달하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능하며 복수의 형태들로부터 선택 가능한 투명 또는 반투명 재질의 글로부;

몸체부의 내부 공간을 보호하고 몸체부 또는 소켓부에 구비된 걸림턱에 의해 몸체부 또는 소켓부에 착탈 가능한 커버부; 및

상기 몸체부의 내부 공간의 이차 면에 배치되는 LED의 색상 조절, 밝기 조절 및 온오프를 제어하는 제어부를 포함하고,

상기 제어부는 제어 신호의 수신 및 출력 단자를 구비하는 마이컴, 출력 단자로부터의 출력을 수신하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 드라이버, PWM 신호를 수신하여 LED를 온오프하는 트랜지스터, 및 트랜지스터의 전류를 일정하게 유지하기 위해 전류를 측정하는 센싱 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 LED는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED로 구성되고, 각 LED가 상기 PWM 드라이버, 트랜지스터 및 센싱 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는 미리 지정된 색상 및 밝기 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 몸체부의 내부 공간의 이차 면에 배치되고 상기 일차 전극 및 이차 전극으로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 전원장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

전원선에 중첩되어 전달되는 LED의 색상 조절, 밝기 조절 및 온오프 제어 신 호를 감지하는 유선통신부 또는 상기 제어 신호를 무선으로 수신할 수 있는 무선수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 일차 전극 또는 이차 전극에 연결되는 전류 보호용 퓨즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 몸체부는 그의 내면 또는 외면에 형성되는 요철 형태의 방열 날개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 몸체부는 LED에서 발생하는 열을 방출할 수 있는 방열 홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 몸체부의 단면이 반원형 또는 사각형 형태인 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 글로부의 단면이 반원형, 타원형, 역삼각형 또는 사각형 형태인 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

몸체부 전체 또는 일부, 또는 커버부가 원적외선을 방출하는 탄소화합물로 이루어져 LED의 발열로 인한 열이 탄소화합물을 가열하여 원적외선이 방출되게 하는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 LED 전구는 상기 몸체부와 착탈 가능한 확장부를 더 포함하고, 상기 글로부는 빛을 직진, 확산 또는 집중시킬 수 있는 형태를 갖고 상기 확장부에 착탈되는 것을 특징으로 하는 LED 전구.
제 1항에 있어서,

상기 LED 전구는 형광등 회로의 별도 수정 또는 변경 없이 형광등 소켓에 끼워 사용 가능한 것을 특징으로 하는 LED 전구.