KR101001321B1 - 전자식 보조안정기 모듈을 통한 ｌｅｄ 형광등 - Google Patents

전자식 보조안정기 모듈을 통한 ｌｅｄ 형광등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 형광등과 호환되어 교체사용할 수 있도록 전자식 안정기 출력을 이용하여 LED(Light Emitted Diode)를 구동하는 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등에 관한 것으로,
보다 상세하게는 봉형상의 둘레를 따라 복수개의 LED가 복수열을 이루며 정열되어 접속된 연성기판(FPCB)과, 연성기판에 접속된 복수개의 LED가 직립상으로 삽입되어 결합되도록 연성기판과 동일한 봉형상으로 형성되고, 그 봉형상의 본체 둘레를 따라 복수의 LED 반사홈이 형성된 알루미늄 반사판과, 그 알루미늄 반사판의 끝단과 형광등 전극핀 사이에 원형상으로 삽입되도록 형성되어 전자식 형광등의 초기방전을 일으키는 스타터의 기동을 차단하여 연성기판에 형성된 복수개의 LED를 보호하는 전자식 보조안정기 모듈로 구성됨으로서,
별도의 구성없이 기존의 형광등을 LED 형광등으로 손쉽게 교체할 수 있고, 친환경적이고, 수명이 길며 광효율이 좋은 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등을 제공하는데 그 목적이 있다.
LED 형광등, 전자식 보조안정기 모듈, 연성기판

Description

전자식 보조안정기 모듈을 통한 ＬＥＤ 형광등{THE LED LIGHTING}
본 발명은 기존의 형광등과 호환되어 교체사용할 수 있도록 전자식 안정기 출력을 이용하여 LED(Light Emitted Diode)를 구동하는 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등에 관한 것이다.
현재 가정이나 사무실등 실내에서 가장많이 사용하고 있는 형광등조명은 백열등에 비해 광효율이 좋고 수명이 길며 여러가지의 빛색깔이 있다.
그러나 조명의 품질에 대한 요구가 커지고, 모든분야에서 보다 친환경적으로 변하는 추세에 맞춰 조명도 변화를 시도하고 있다. 그중 하나가 LED를 이용한 조명이다.
LED는 여러가지 면에서 기존의 조명등들에 비해 장점이 많아 이를 이용한 조명기구들이 출시되고 있다.
그러나 현재 출시되고 있는 LED조명등기구의 경우 상용전원(AC110~220V)을 사용하면서 별도의 제어장치를 사용하여 구동해야 하므로 기존에 설치된 형광등기 구를 모두 제거하거나 내부회로를 상당부분 개조해야 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내등록실용신안공보 제20-0385056호에서는 하면 내측에 다수개의 LED(11)가 정열되어 접속된 회로기판(10)과; 상기 회로기판(10)의 양측에 연결되어 통상적인 형광등 콘센트(1)에 접속되는 접속단자(20)와;
AC전원을 DC전원으로 변환시키는 전원변환부(31)가 구비되며, 상기 회로기판(10)의 일측에 안착되어 LED색상을 조절하는 제어부(30)와; 상기 구성요소를 감싸며, 다양한 형태의 패턴(41)이 형성되어 LED(11)에서 조사되는 빛을 확산시키는 원통형의 확산커버(40)로 구성된 형광등 콘센트에 장착되는 ＬＥＤ 조명등이 제시된 바 있으나,
이는 전자식 안정기로 구동되는 형광등에서 사용될 경우에 형광등의 필라멘트와 등가를 이루는 회로 구성이 없기 때문에, LED가 모두 타버리거나 또는 다른 전자기기에 오작동이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 별도의 구성없이 기존의 전자식 형광등을 LED 형광등으로 손쉽게 교체할 수 있고, 친환경적이고, 수명이 길며 광효율이 좋은 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등은,
형광등과 동일한 사이즈와 동일한 형상으로 이루어져서 형광등 소켓에 접속되어 구동되는 LED 형광등으로 이루어지고,
상기 LED 형광등은 봉형상의 둘레를 따라 복수개의 LED가 복수열을 이루며 정열되어 접속된 연성기판(FPCB)과,
연성기판에 접속된 복수개의 LED가 직립상으로 삽입되어 결합되도록 연성기판와 동일한 봉형상으로 형성되고, 그 봉형상의 본체 둘레를 따라 복수의 LED 반사홈이 형성된 알루미늄 반사판과,
그 알루미늄 반사판의 끝단과 형광등 전극핀 사이에 원형상으로 삽입되도록 형성되어 전자식 형광등의 초기방전을 일으키는 스타터의 기동을 차단하여 연성기판에 형성된 복수개의 LED를 보호하는 전자식 보조안정기 모듈로 구성됨으로서 달 성된다.
이상에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에서는 별도의 구성없이 기존의 전자식 형광등을 LED 형광등으로 손쉽게 교체할 수 있고, 친환경적이고, 수명이 길며 광효율이 좋은 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 연성기판(FPCB)(100), 알루미늄 반사판(200), 전자식 보조안정기 모듈(300)로 구성된다.
상기 연성기판(FPCB)(100)는 봉형상의 둘레를 따라 복수개의 LED가 복수열을 이루며 정열되어 접속된 곳으로, 이는 봉형상의 본체 둘레를 따라 칩 LED가 삽입되도록 삽입홀과 함께 연성기판(FPCB)(100a)이 형성되고, 그 연성기판(FPCB)(100a)의 하단에 봉형상의 연성기판를 지지함과 동시에 1차로 절연시키는 고무재질의 절연패드부(100b)가 형성되며, 그 절연패드부(100b)의 하단에 봉형상의 연성기판(100a)와, 봉형상의 절연패드부(100b)를 지지함과 동시에 2차로 절연시키는 알루미늄 방열판(100c)이 형성된다.
본 발명에서는 휘기 쉬운 연성기판(FPCB)(100a)을 형광등과 같은 동일한 사이즈(크기)로 제작되도록 알루미늄 반사판의 직경보다 0.6~0.9배 적게 구성되고, 형광등과 동일한 봉형상으로 형성된다.
즉, 연성기판(100a)의 표면 둘레를 따라 복수개의 칩 LED(110)가 삽입되도록 삽입홀(미도시)을 형성한다.
이어서, 삽입홀에 칩 LED(110)를 삽입한 후 실장하고, 연성기판(100a)의 하단부에 고무재질의 절연패드부(100b)가 형성된다. 여기서, 절연패드부(100b)는 봉형상의 연성기판(100a)을 지지함과 동시에 1차로 절연시키는 역할을 한다.
이어서, 절연패드부(100b)의 하단부에 알루미늄 방열판(100c)이 형성된다. 여기서, 알루미늄 방열판(100c)은 봉형상의 연성기판(100a)과, 봉형상의 절연패드부(100b)를 지지함과 동시에 2차로 절연시키는 역할을 한다.
이어서, 복수개의 LED가 정열된 연성기판(FPCB)(100a), 절연패드부(100b), 알루미늄 방열판(100c)이 순서대로 적층되면, 이를 구부러서 형광등과 동일한 사이즈 및 동일한 형상인 봉형상으로 제작한다.
이처럼, 본 발명에서는 연성기판(FPCB)(100a)의 하단부에 1차로 절연시키는 고무재질의 절연패드부(100b)와, 2차로 절연시키는 알미늄 방열판(100c)이 형성됨으로서, 열 특성에 약한 LED의 수명을 연장시킬 수 있음과 동시에 열에 의한 기기의 오작동을 방지할 수가 있다.
상기 알루미늄 반사판(200)은 연성기판(100a)에 접속된 복수개의 LED(11)가 직립상으로 삽입되어 결합되도록 연성기판(100a)와 동일한 봉형상으로 형성되고, 그 봉형상의 본체 둘레를 따라 복수의 LED 반사홈(210)이 형성된다.
이는 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 형광등과 동일한 사이즈(크기)로 구성되고, 형광등과 동일한 봉형상으로 형성된다.
그리고, 봉형상의 본체 표면의 둘레를 따라 복수개의 LED 반사홈(210)이 형성된다.
여기서, LED 반사홈(210)은 도 1에서 도시한 바와 같이, 상단면에서 하단면으로 갈수록 직경이 점차로 축소되는 형상으로 형성되고, LED가 삽입되어 발광되는 빛을 반사시키는 내부 반사면에 빛을 다반사시키는 복수개의 절곡선이 형성된다.
이처럼, 본 발명에서는 LED 반사홈(210)에 연질기판(100a)의 LED(110)가 직립상으로 삽입되어 발광되면, LED에서 발광되는 빛이 LED 반사홈(210)의 반사면을 따라 다반사되어 높은 효율을 갖는 LED 형광을 제공할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 반사판(200)은 도 4에서 도시한 바와 같이, 반원형상의 내부에 판형상의 PCB 기판 모듈(400)이 안내되어 삽입되도록 PCB 안내 레일홈(250)이 구성되고, 양끝단에는 형광등 전극핀(10)이 구성된다.
그리고, 판형상의 PCB 기판 모듈(400)은 하단부에 복수개의 LED(410)가 나열되어 형성되고, 상단부에 방열판(420)이 형성되어 LED로부터 생기는 열을 방열시키도록 구성된다.
이는 상기와 같이 설명된 봉형상의 연성기판 이외에도 일반적으로 사용되는 판형상의 PCB 기판 모듈이 호환되어 사용될 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 여기서 사용되는 알루미늄 반사판(200)은 알루미늄 재질이외에도 투명한 플라스틱 재질로 구성될 수도 있다.
상기 전자식 보조안정기 모듈(300)은 알루미늄 반사판의 끝단과 LED 형광등 전극핀 사이에 원형상으로 삽입되도록 형성되어 전자식 LED 형광등의 초기방전을 일으키는 스타터의 기동을 차단하여 연성기판에 형성된 복수개의 LED를 보호하는 역할을 한다.
이는 등가 저항부(310), 정류부(320), 정전류제어부(330)로 구성된다.
상기 등가 저항부(310)는 LED 형광등 소켓에 LED 형광등 전극핀이 삽입되면 유입되는 전류를 저항값 R1, R2로 설정하는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 저항 R1과 저항 R2로 구성된다.
여기서, 저항 R1은 좌측 LED 형광등 전극 1과 연결되도록 설치되어, 안정기의 동작을 계속 유지시키기 위해 기존 형광등의 필라멘트를 대신하여 장착하여 구성된다.
또한, 저항 R2는 우측 LED 형광등 전극 2와 연결되도록 설치되어, 안정기의 동작을 계속 유지시키기 위해 기존 형광등의 필라멘트를 대신하여 장착하여 구성된다.
즉, 본 발명에서는 LED 형광등 소켓에 LED 형광등 전극핀이 삽입되면 등가저항부(310)에서 유입되는 전류를 저항 R1과, 저항 R2를 통해 LED 구동전류에 맞게 설정해 주는 역할을 한다.
이로 인해, 별도의 구성없이 기존의 전자식 형광등을 LED 형광등으로 손쉽게 교체할 수가 있다.
상기 정류부(320)는 전자식 안정기의 출력전압(AC)을 DC전압으로 정류시키는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 고전압·고주파용 다이오드 D1와, 캐패시터 C1, 캐패시터 C2로 구성된다.
여기서, 고전압·고주파용 다이오드 D1와 캐패시터 C1은 1차적으로 전자식안정기가 고주파(약50Khz)성분 AC전압을 정류하고, C2는 저주파성분(60Hz상용전원)을 2차적으로 평활한다.
상기 정전류제어부(Regulator)(330)는 LED에 정전류가 흐르도록 제어하는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 가변전압레귤레이터 IC와 저항 R3로 구성된다.
이때 정전류제어부에서 흐르는 전류(I)는 일예로, 1.25V÷R(저항값)으로 제어된다. 사용자는 LED의 정격전류값에 맞추어 R값을 결정할 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈의 회로도에 관한 것이다.
먼저, 저항 R1은 좌측 형광등 전극 1과 연결되도록 설치되어, 기존안정기의 동작을 계속 유지시키기 위해 기존 형광등의 필라멘트를 대신하여 장착된다.
또한, 저항 R2는 우측 형광등 전극 2와 연결되도록 설치되어, 기존안정기의 동작을 계속 유지시키기 위해 기존 형광등의 필라멘트를 대신하여 장착된다.
이어서, 고전압·고주파용 다이오드 D1와 캐패시터 C1은 1차적으로 전자식안정기가 고주파(약50Khz)성분 AC전압을 정류하고, C2는 저주파성분(60Hz상용전원)을 2차적으로 평활한다.
이어서, 정전류제어회로(Regulator)에서는 가변전압레귤레이터 IC와 저항 R을 통해 LED로 흐르는 전류(I)를 1.25V÷R(저항값)으로하여 제어한다.
그리고, 본 발명에서는 도3 에서 도시한 바와 같이, 형광등 전극 좌, 우 각각 2개씩을 같은 값의 저항으로 연결시켜 놓고 그 안쪽에 회로를 구성하였기에 극성에 관계없이 좌우 및 위아래를 바꾸어 장착하여도 정상적인 동작을 할 수 있도록 구성된다.
도 1은 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등의 구성요소를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등의 구성요소를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등의 구성요소 중 자기식 보조안정기 모듈의 회로구성을 도시한 일실시예도,
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 반사판(200)의 내부에 판형상의 PCB 기판 모듈(400)이 안내되어 삽입되도록 PCB 안내 레일홈(250)이 구성되고, 양끝단에는 형광등 전극핀(10)이 구성된 것을 도시한 일실시예도.
※ 도면부호의 간단한 설명 ※
100 : 연성기판(FPCB) 200 : 알루미늄 반사판
300 : 자기식 보조안정기 모듈 310 : 등가 저항부
320 : 정류부 330 : 정전류제어부

Claims (5)

  1. 형광등과 동일한 사이즈와 동일한 형상으로 이루어져서 형광등 소켓(10)에 접속되어 구동되는 LED 형광등(1)로 이루어지고,
    상기 LED 형광등(1)은 봉형상의 둘레를 따라 복수개의 LED(110)가 복수열을 이루며 정열되어 접속된 연성기판(FPCB)(100)와,
    연성기판에 접속된 복수개의 LED가 직립상으로 삽입되어 결합되도록 연성기판과 동일한 봉형상으로 형성되고, 그 봉형상의 본체 둘레를 따라 복수의 LED 반사홈(210)이 형성된 알루미늄 반사판(200)과,
    그 알루미늄 반사판의 끝단과 형광등 전극핀 사이에 원형상으로 삽입되도록 형성되어 전자식 형광등의 초기방전을 일으키는 스타터의 기동을 차단하여 연성기판에 형성된 복수개의 LED를 보호하도록 등가 저항부(310), 정류부(320), 정전류제어부(330)로 이루어진 전자식 보조안정기 모듈(300)로 구성되는 것에 있어서,
    상기 연성기판(FPCB)(100)은,
    봉형상의 본체 둘레를 따라 칩 LED가 삽입되도록 삽입홀과 함께 연성기판(FPCB)(100a)이 형성되고, 그 연성기판(FPCB)(100a)의 하단에 봉형상의 연성기판를 지지함과 동시에 1차로 절연시키는 고무재질의 절연패드부(100b)가 형성되며, 그 절연패드부(100b)의 하단에 봉형상의 연성기판(100a)와, 봉형상의 절연패드부(100b)를 지지함과 동시에 2차로 절연시키는 알루미늄 방열판(100c)이 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 보조안정기 모듈을 통한 LED 형광등.
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