KR101038414B1 - Led light device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 펠티에 효과에 의해 LED 패키지를 냉각시켜 고열에 의한 LED 램프의 파손을 방지하고, 상기 열전소자에서 생산되는 전력이 축전부에 축전하도록 하여 필요에 따라 상용전력과 상기 축전부에 축전된 전력을 상호 스위칭하며 전원공급원으로 사용될 수 있도록 함으로써 에너지를 절약하며, 방열판의 양측에 대전판을 구비하여 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 방열판의 냉각효율을 높일 수 있도록 함과 동시에 온도센서에 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자 및 상기 대전판에 전원공급을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 주변의 온도변화에 대응할 수 있도록 한 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, by cooling the LED package by the Peltier effect of the thermoelectric element to prevent breakage of the LED lamp due to high heat, so that the power produced by the thermoelectric element is stored in the power storage unit To save energy by switching between commercial power and power stored in the power storage unit as needed, and use it as a power supply source, and having charge plates on both sides of the heat sink to prevent condensation caused by corona discharge. The LED lighting device has a control unit that can increase the cooling efficiency and at the same time have a control unit for turning on and off the power supply to the thermoelectric element and the charging plate according to the temperature sensed by the temperature sensor. It is about.

본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는, 전원을 공급하는 전원공급부와; 기판의 전면에 전원을 공급받아 발광하는 LED 램프가 설치된 LED 패키지와; 상기 LED 패키지의 온도를 감지하는 냉각면온도센서와; 전원을 공급받아 펠티에 효과에 의한 냉각면과 열면을 갖되, 상기 LED 패키지를 냉각시키도록 상기 냉각면이 상기 LED 패키지의 후면에 밀착되는 열전소자와; 상기 열전소자의 열면을 공냉시키도록 일면은 상기 열전소자의 열면에 밀착되고 타면에는 다수개의 방열핀이 구비된 방열판과; 상기 전원공급부에 연결되어 상기 LED 패키지에 전원을 인가하고 상기 냉각면온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자에 전원공급을 온오프하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.LED lighting apparatus according to the present invention, the power supply for supplying power; An LED package provided with an LED lamp that receives power from the front surface of the substrate and emits light; Cooling surface temperature sensor for sensing the temperature of the LED package; A thermoelectric element having a cooling surface and a thermal surface by a Peltier effect upon receiving power, wherein the cooling surface is in close contact with a rear surface of the LED package to cool the LED package; A heat sink whose one surface is in close contact with the heat surface of the thermoelectric element and a plurality of heat dissipation fins are provided on the other surface to cool the heat surface of the thermoelectric element; And a control unit connected to the power supply unit to apply power to the LED package and to control power supply to the thermoelectric element according to a temperature detected by the cooling surface temperature sensor.

LED, 열전소자, 펠티에 효과, 방열판, 축전부, 코로나방전 LED, Thermoelectric Element, Peltier Effect, Heat Sink, Capacitor, Corona Discharge

Description

엘이디 조명 장치{LED LIGHT DEVICE}LED lighting device {LED LIGHT DEVICE}

본 발명은 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 펠티에 효과에 의해 LED 패키지를 냉각시켜 고열에 의한 LED 램프의 파손을 방지하고, 상기 열전소자에서 생산되는 전력이 축전부에 축전하도록 하여 필요에 따라 상용전력과 상기 축전부에 축전된 전력을 상호 스위칭하며 전원공급원으로 사용될 수 있도록 함으로써 에너지를 절약하며, 방열판의 양측에 대전판을 구비하여 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 방열판의 냉각효율을 높일 수 있도록 함과 동시에 온도센서에 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자 및 상기 대전판에 전원공급을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 주변의 온도변화에 대응할 수 있도록 한 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, by cooling the LED package by the Peltier effect of the thermoelectric element to prevent breakage of the LED lamp due to high heat, so that the power produced by the thermoelectric element is stored in the power storage unit To save energy by switching between commercial power and power stored in the power storage unit as needed, and use it as a power supply source, and having charge plates on both sides of the heat sink to prevent condensation caused by corona discharge. The LED lighting device has a control unit that can increase the cooling efficiency and at the same time have a control unit for turning on and off the power supply to the thermoelectric element and the charging plate according to the temperature sensed by the temperature sensor. It is about.

LED(Light Emitting Diode)는 반도체 장치로서 전기에너지를 빛으로 변화하는 것으로, 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상(전기장 발광)을 이용한다.An LED (Light Emitting Diode) is a semiconductor device that converts electrical energy into light and uses a light emission phenomenon (electric field emission) generated when a voltage is applied to the semiconductor.

상기 LED는 1923년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되었으며, 1923년에 비소화 갈륨 p-n 접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되어, 1960년대 말 이후에는 실용화되기에 이르렀다.The LED originated from the luminescence observation of silicon carbide crystals in 1923, and the research was actively conducted since the high luminous efficiency at the gallium arsenide p-n junction was discovered in 1923, and has been put into practical use since the late 1960s.

또한, 상기 LED는 에폭시 레진 엔클로져로 둘러싸인 매우 작은 칩을 사용하므로 소형화가 가능하고, LED 1개 기준으로 2 ~ 3.6V와 0.02 ~ 0.03A에서 작동 및 전력이 0.1W이하만 소비되는 절전형이고, 부품 손상이 적어 최대 100,000시간까지 사용 가능하고, 대부분의 에너지를 빛으로 전환하므로 높은 조명효율과 낮은 열을 발산사키는 장점이 있다.In addition, since the LED uses a very small chip surrounded by an epoxy resin enclosure, it can be miniaturized, and it is a power-saving type that consumes less than 0.1W and operates at 2 to 3.6V and 0.02 to 0.03A based on one LED. It can be used for up to 100,000 hours due to less damage, and converts most of the energy into light, which has the advantage of high lighting efficiency and low heat dissipation.

하지만, LED를 사용하는 조명기구에서는 특히, 고용량 및 고조도로 갈수록 LED 램프의 발열량이 상당하여 과열로 인하여 상기 LED 램프가 파손되는 등의 문제점이 있었다.However, in the luminaire using the LED, there is a problem such that the LED lamp is damaged due to overheating due to the large amount of heat generated by the LED lamp with high capacity and high illumination.

상기의 LED 램프의 발열문제를 해결하기 위하여 종래기술로 상기 LED 램프를 냉각시키기 위하여 냉각팬 등의 송풍수단을 사용한 것이 있으나, 냉각팬의 회전에 따른 소음문제가 야기되었고, 내구성이 낮은 문제점이 있었으며, 냉각효율이 낮아 충분한 냉각을 위하여는 상기 송풍수단의 부피가 커져야 하는 문제점과 그에 따라 소비되는 전력 또한 커지게 되어 소비전력의 절감이라는 LED의 특징을 상쇄시켜 버리는 문제점이 있었다.In order to solve the heat problem of the LED lamp, there is a conventional use of a blowing means such as a cooling fan to cool the LED lamp, but a noise problem is caused by the rotation of the cooling fan, and there is a problem of low durability. However, the cooling efficiency is low, so that the volume of the blower means must be increased for sufficient cooling, and thus the power consumed is also increased, thereby canceling the characteristics of the LED, which reduces the power consumption.

또한, 종래기술로 프레온 가스를 냉매로 이용하여 상기 LED 램프를 냉각시키기도 하였으나 냉매를 순환시키기 위하여는 부피가 큰 콤프레서가 요구되고, 냉매로 사용되는 프레온 가스는 환경오염을 야기시키는 문제점이 있었다.In addition, although the LED lamp is cooled by using a freon gas as a conventional technology, a bulky compressor is required to circulate the refrigerant, and the freon gas used as the refrigerant has a problem of causing environmental pollution.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 LED 패키지의 발열문제를 해결하기 위한 냉각수단으로 열전소자를 사용함으로써 통상 26db의 소음으로 냉각을 위한 소음문제가 발생되지 않고, 또한 통상 20만시간 이상의 작동을 보장하므로 내구성이 좋으며, 콤팩트하여 소비전력이 적으면서도 급속냉각이 가능하여 냉각효율이 높고, 프레온 가스를 사용하지 않아 환경친화적이며, LED 패키지의 온도에 따라 상기 열전소자에 전원공급을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 LED 패키지의 냉각에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 엘이디 조명 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention by using a thermoelectric element as a cooling means for solving the heat problem of the LED package, the noise problem for cooling with the noise of 26db usually. Is not generated and it guarantees more than 200,000 hours of operation, so it is durable, compact and has low power consumption and can be rapidly cooled, so it has high cooling efficiency, and it is environmentally friendly because it does not use freon gas. In accordance with the present invention, there is provided an LED lighting device having a control unit capable of turning on and off a power supply to the thermoelectric element, thereby saving energy required for cooling an LED package.

본 발명의 다른 목적은 열전소자의 열전발전에 의해 생산되는 전력을 축전하는 축전부를 구비하여, 전원공급절환스위칭부에 의하여 필요에 따라 AC전원부와 상기 축전부사이에서 전원공급원을 스위칭하여 정전시를 대비하고 비상전원이 요구되는 비상등 또는 유도등으로 활용할 수도 있으며 전체적으로 에너지를 절약할 수 있는 엘이디 조명 장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a power storage unit for storing power generated by the thermoelectric power generation of the thermoelectric element, by switching the power supply source between the AC power supply and the power storage unit as needed by the power supply switching switching unit in case of power failure In addition, it can be used as an emergency light or an induction light requiring emergency power, and to provide an LED lighting device that can save energy as a whole.

본 발명의 또 다른 목적은 방열판의 냉각효율을 높일 수 있도록 방열판의 양측에 한쌍의 대전판을 구비하고 상기 대전판 사이에서 발생되는 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 방열판의 방열핀 사이에 공기가 순환되도록 하고, 열전소자의 열면의 온도를 감지하여 상기 대전판에 전원공급을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 열전소자의 열면의 온도의 냉각에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 엘이디 조명 장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a pair of charging plates on both sides of the heat sink in order to increase the cooling efficiency of the heat sink, and air is circulated between the heat sink fins by the convection phenomenon caused by the corona discharge generated between the charge plates. To provide an LED lighting device that can save the energy required for cooling the temperature of the thermal surface of the thermoelectric element having a control unit for sensing the temperature of the thermal surface of the thermoelectric element to turn on or off the power supply to the charging plate There is.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는, 전원을 공급하는 전원공급부와; 기판의 전면에 전원을 공급받아 발광하는 LED 램프가 설치된 LED 패키지와; 상기 LED 패키지의 온도를 감지하는 냉각면온도센서와; 전원을 공급받아 펠티에 효과에 의한 냉각면과 열면을 갖되, 상기 LED 패키지를 냉각시키도록 상기 냉각면이 상기 LED 패키지의 후면에 밀착되는 열전소자와; 상기 열전소자의 열면을 공냉시키도록 일면은 상기 열전소자의 열면에 밀착되고 타면에는 다수개의 방열핀이 구비된 방열판과; 상기 전원공급부에 연결되어 상기 LED 패키지에 전원을 인가하고 상기 냉각면온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자에 전원공급을 온오프하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.LED lighting device according to the present invention to achieve the above object, the power supply for supplying power; An LED package provided with an LED lamp that receives power from the front of the substrate and emits light; Cooling surface temperature sensor for sensing the temperature of the LED package; A thermoelectric element having a cooling surface and a thermal surface by a Peltier effect upon receiving power, wherein the cooling surface is in close contact with a rear surface of the LED package to cool the LED package; A heat sink whose one surface is in close contact with the heat surface of the thermoelectric element and a plurality of heat dissipation fins are provided on the other surface to cool the heat surface of the thermoelectric element; And a control unit connected to the power supply unit to apply power to the LED package and to control power supply to the thermoelectric element according to a temperature detected by the cooling surface temperature sensor.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는, 상기 전원공급부는, 상용전력을 공급하는 AC전원부와, 상기 열전소자의 제베크 효과에 의한 열전발전에 의해 생산되는 전력을 축전하는 축전부와, 상기 AC전원부가 전원을 공급하도록 하되 상기 축전부에 축전한계용량만큼 전력이 축전된 경우 및 상기 AC전원부가 정전된 경우에는 상기 축전부가 전원을 공급하도록 하는 전원공급절환스위칭부가 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the LED lighting apparatus according to the present invention, the power supply unit, an AC power supply for supplying commercial power, a power storage unit for storing power generated by thermoelectric power generation by the Seebeck effect of the thermoelectric element, and the AC The power supply unit is configured to supply power, but when the power is stored by the power storage limit capacity in the power storage unit, and when the AC power supply is outage is characterized in that the power supply switching switching unit is provided to supply power.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는, 상기 열전소자의 열면의 온도를 감지하는 열면온도센서와; 전원의 공급에 따른 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 상기 방열판의 방열핀 사이에 공기가 순환되도록 하여 상기 방열판의 냉 각효율을 높일 수 있도록 상기 방열판의 양측에 구비되는 한쌍의 대전판을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 열면온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 대전판에 전원공급을 온오프하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED lighting apparatus according to the present invention, the thermal surface temperature sensor for sensing the temperature of the thermal surface of the thermoelectric element; It further includes a pair of charging plates provided on both sides of the heat sink to allow air to circulate between the heat sink fins of the heat sink by the convection phenomenon caused by corona discharge according to the supply of power to increase the cooling efficiency of the heat sink. The controller may be configured to control power supply to the charging plate on and off according to a temperature detected by the heat surface temperature sensor.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는 LED 패키지의 발열문제를 해결하기 위한 냉각수단으로 열전소자를 사용함으로써 통상 26db의 소음으로 냉각을 위한 소음문제가 발생되지 않고, 또한 통상 20만시간 이상의 작동을 보장하므로 내구성이 좋으며, 콤팩트하여 소비전력이 적으면서도 급속냉각이 가능하여 냉각효율이 높고, 프레온 가스를 사용하지 않아 환경친화적이며, LED 패키지의 온도에 따라 상기 열전소자에 전원공급을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 LED 패키지의 냉각에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.By the above configuration, the LED lighting device according to the present invention does not generate a noise problem for cooling with a noise of 26 db by using a thermoelectric element as a cooling means for solving the heat problem of the LED package. As it guarantees operation over time, it is durable, compact and has low power consumption, and can be rapidly cooled and high cooling efficiency, and it is environmentally friendly by not using freon gas, and power is supplied to the thermoelectric element according to the temperature of the LED package. The controller may be turned on and off to save energy required for cooling the LED package.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는 열전소자의 열전발전에 의해 생산되는 전력을 축전하는 축전부를 구비하여, 전원공급절환스위칭부에 의하여 필요에 따라 AC전원부와 상기 축전부사이에서 전원공급원을 스위칭하여 정전시를 대비하고 비상전원이 요구되는 비상등 또는 유도등으로 활용할 수도 있으며 전체적으로 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED lighting apparatus according to the present invention includes a power storage unit for storing power generated by the thermoelectric power generation of the thermoelectric element, by switching the power supply source between the AC power supply and the power storage unit as required by the power supply switching switching unit. It can be used as an emergency light or an induction lamp that requires emergency power in case of power failure and can save energy as a whole.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치는 방열판의 양측에 한쌍의 대전판을 구비하고 상기 대전판 사이에서 발생되는 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 방열판의 방열핀 사이에 공기가 순환되도록 하여 방열판의 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있고, 열전소자의 열면의 온도를 감지하여 상기 대전판에 전원공급 을 온오프할 수 있는 제어부를 구비하여 열전소자의 열면의 온도의 냉각에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED lighting apparatus according to the present invention is provided with a pair of charging plates on both sides of the heat sink and the air is circulated between the heat sink fins of the heat sink by the convection phenomenon caused by the corona discharge generated between the charge plate to cool the heat sink. There is an effect to increase the efficiency, it is possible to save the energy required for cooling the temperature of the thermal surface of the thermoelectric element having a control unit for sensing the temperature of the thermal surface of the thermoelectric element to turn on or off the power supply to the charging plate It works.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 엘이디 조명 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the embodiment shown in the drawings will be described in more detail the LED lighting apparatus according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 측면도이다.1 is a conceptual diagram of an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명 장치는, 전원공급부(10)와, LED 패키지(20)와; 냉각면온도센서(30)와, 열전소자(40)와, 열면온도센서(50)와, 방열판(60)과, 대전판(70)과, 제어부(80)를 포함한다.Referring to the drawings, the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, the power supply 10, LED package 20; The cooling surface temperature sensor 30, the thermoelectric element 40, the thermal surface temperature sensor 50, the heat sink 60, the charging plate 70 and the control unit 80 is included.

상기 전원공급부(10)는 상기 제어부(80)에 연결되어 상기 LED 패키지(20), 상기 열전소자(40) 및 상기 대전판(70)에 전원을 공급하는 역할을 하는 것으로 AC전원부(11)와, 축전부(12)와, 전원공급절환스위칭부(13)가 구비되어 있다.The power supply unit 10 is connected to the control unit 80 to supply power to the LED package 20, the thermoelectric element 40 and the charging plate 70 to the AC power supply unit 11 and And a power storage unit 12 and a power supply switching switching unit 13.

상기 AC전원부(11)는 상용전력을 공급하는 전원공급원이고, 상기 축전부(12)는 상기 열전소자(40)의 제베크 효과에 의한 열전발전에 의해 생산되는 전력을 축전하여 축전된 전력을 공급하는 전원공급원이다.The AC power supply unit 11 is a power supply source for supplying commercial power, and the power storage unit 12 stores the power produced by thermoelectric power generation by the Seebeck effect of the thermoelectric element 40 to supply the stored power. Is the power source.

상기 열전소자(40)의 제베크(Seebeck) 효과에 의한 열전발전에 대해서는 후술하기로 한다.The thermoelectric generation by the Seebeck effect of the thermoelectric element 40 will be described later.

상기 전원공급절환스위칭부(13)는 상기 AC전원부(11)가 전원을 공급하도록 하되, 상기 축전부(12)에 축전한계용량만큼 전력이 축전된 경우 및 상기 AC전원 부(11)가 정전된 경우에는 상기 축전부(12)가 전원을 공급하도록 한다.The power supply switching switching unit 13 allows the AC power supply unit 11 to supply power, when power is stored in the power storage unit 12 by a power storage limit capacity, and the AC power supply unit 11 is out of power. In this case, the power storage unit 12 supplies power.

상기와 같은 전원공급부(10)의 구성에 의하여 상기 AC전원부(11)의 정전시에도 전원을 공급할 수 있게 되고, 비상전원이 요구되는 비상등 또는 유도등으로 활용할 수 있게 되며, 상기 축전부(12)에 축전된 전력을 이용할 수 있게 됨으로써 그에 상응하는 만큼 상용전력의 낭비를 막아 에너지를 절약할 수 있게 되는 것이다.By the configuration of the power supply unit 10 as described above it is possible to supply power even in the case of the power failure of the AC power supply unit 11, can be utilized as an emergency light or an induction lamp requiring emergency power, to the power storage unit 12 By being able to use the stored power, it is possible to save energy by preventing waste of commercial power as much as correspondingly.

상기 LED 패키지(20)는 기판(21)의 전면에 상기 제어부(80)에서 인가되는 전원을 공급받아 발광하는 LED 램프(22)가 설치되어 있다.The LED package 20 is provided on the front of the substrate 21, the LED lamp 22 is supplied with the power applied from the controller 80 to emit light.

상기 기판(21)은 통상 PCB 기판을 사용하고, 고조도를 구현하기 위해서 상기 LED 램프(22)는 상기 기판(21)의 전면에 다수개가 구비되는 것이 바람직하다.The substrate 21 typically uses a PCB substrate, and in order to implement high illumination, the LED lamps 22 may be provided in plural numbers on the front surface of the substrate 21.

한편, 상기 LED 패키지(20)의 전면에는 상기 LED 램프(22)의 보호커버의 역할을 함과 동시에 상기 LED 램프(22)에서 발산되는 빛을 확산시킬 수 있도록 광확산렌즈(23)를 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the front of the LED package 20 is provided with a light diffusing lens 23 to serve as a protective cover of the LED lamp 22 and at the same time to diffuse the light emitted from the LED lamp 22 It is preferable.

상기 냉각면온도센서(30)는 상기 LED 패키지(20)의 온도를 감지하도록 구비된다.The cooling surface temperature sensor 30 is provided to detect the temperature of the LED package 20.

한편, 상기 냉각면온도센서(30)에서 감지되는 온도에 따라 상기 제어부(80)에서는 상기 열전소자(40)에 전원공급을 온오프하도록 제어하게 된다.On the other hand, according to the temperature detected by the cooling surface temperature sensor 30, the controller 80 is controlled to turn on or off the power supply to the thermoelectric element 40.

즉, 상기 냉각면온도센서(30)에 소정 온도 이상이 감지되는 경우에만 상기 열전소자(40)에 전원을 공급하도록 하여 상기 열전소자(40)의 냉각면(41)이 상기 LED 패키지(20)를 냉각시키게 되는 것이다.That is, only when a predetermined temperature or more is sensed by the cooling surface temperature sensor 30, power is supplied to the thermoelectric element 40 so that the cooling surface 41 of the thermoelectric element 40 is the LED package 20. Will be cooled.

상기 열전소자(40)는 상기 전원공급부(10)에 연결된 상기 제어부(80)를 통해 전원을 공급받아 펠티에(Peltier) 효과에 의해 냉각면(41)과 열면(42)을 갖되, 상기 LED 패키지(20)를 냉각시키도록 상기 냉각면(41)이 상기 LED 패키지(20)의 후면에 밀착되도록 구비된다.The thermoelectric element 40 is supplied with power through the control unit 80 connected to the power supply unit 10 and has a cooling surface 41 and a thermal surface 42 by a Peltier effect, the LED package ( The cooling surface 41 is provided to closely contact the rear surface of the LED package 20 to cool the 20.

한편, 상기 열전소자(40)의 열면(42)에는 상기 방열판(60)이 밀착된다.On the other hand, the heat sink 60 is in close contact with the thermal surface 42 of the thermoelectric element 40.

통상 열전소자(Thermoelectric module)는 n, p 타입 열전반도체(Thermolelectric semiconductor)를 전기적으로 직렬로 열적으로는 병렬로 되도록 π형으로 연결한 모듈의 형태로 사용되는데, 전원을 공급받으면 펠리에(Peltier) 효과에 의해서 모듈의 양면에 온도차가 발생되어 상기 냉각면(41)과 열면(42)을 갖게되고, 또 동시에 제베크(Seebeck) 효과에 의하여 열전발전이라는 발전현상이 일어나 전력이 생산되게 된다.The thermoelectric module is generally used in the form of a module in which n and p type thermoelectric semiconductors are connected in a π type so that they are electrically connected in series and thermally in parallel. Peltier is supplied when the power is supplied. The temperature difference is generated on both sides of the module by the effect to have the cooling surface 41 and the heating surface 42, and at the same time the power generation phenomenon called thermoelectric generation is generated by the Seebeck effect to generate power.

상기 열전소자(40)에서의 제베크 효과에 의한 열전발전은 온도차에 의해 도체가 자기적으로 분극을 일으킨 결과인데, 온도차에 의한 전압 즉, 열기전력(Themoelectromotive force)이 발생하여 폐회로 내에서 전류가 흐르기 때문에 일어나는 것이다.The thermoelectric generation by the Seebeck effect in the thermoelectric element 40 is a result of the polarization of the conductors magnetically due to the temperature difference, the voltage due to the temperature difference, that is, the thermoelectromotive force is generated to generate a current in the closed circuit It happens because of the flow.

보다 구체적으로 상기 열전소자(40)로 n 타입 열전반도체를 사용하는 경우에는 상기 냉각면(41)은 -로 대전되고, 상기 열면(42)은 +로 대전되며, 그로인해 상기 냉각면(41)과 상기 열면(42) 사이에 전위차가 발생되게 된다.More specifically, when the n-type thermoelectric semiconductor is used as the thermoelectric element 40, the cooling surface 41 is charged to-, the thermal surface 42 is charged to +, thereby the cooling surface 41 And a potential difference between the heat surface 42.

상기와 같은 열전소자(40)의 제베크 효과에 의한 열전발전으로 인하여 생산된 전력을 상기 축전부(12)에 축전할 수 있게 되는 것이다.The electric power produced by the thermoelectric power generation by the Seebeck effect of the thermoelectric element 40 as described above may be stored in the power storage unit 12.

한편, 상기 LED 패키지(20)를 냉각시키기 위한 냉각수단으로 상기 열전소 자(40)를 사용함으로써 통상 26db의 소음으로 냉각을 위한 소음문제가 발생되지 않고, 또한 통상 20만시간 이상의 작동을 보장하므로 내구성이 좋으며, 콤팩트하여 소비전력이 적으면서도 급속냉각이 가능하여 냉각효율이 높고, 프레온 가스를 사용하지 않아 환경친화적인 효과를 얻을 수 있게 된다.On the other hand, by using the thermal element 40 as a cooling means for cooling the LED package 20, the noise problem for cooling with the noise of 26db usually does not occur, and also guarantees operation for more than 200,000 hours. Good durability, compact power consumption, low power consumption and rapid cooling, high cooling efficiency, and do not use freon gas to obtain an environmentally friendly effect.

상기 열면온도센서(50)는 상기 열전소자(40)의 열면(42)의 온도를 감지하도록 구비된다.The hot surface temperature sensor 50 is provided to detect a temperature of the hot surface 42 of the thermoelectric element 40.

한편, 상기 열면온도센서(50)에서 감지되는 온도에 따라 상기 제어부(80)에서는 상기 대전판(70)에 전원공급을 온오프하도록 제어하게 된다.On the other hand, according to the temperature detected by the hot surface temperature sensor 50, the controller 80 is controlled to turn on or off the power supply to the charging plate 70.

즉, 상기 열면온도센서(50)에 소정 온도 이상이 감지되는 경우에만 상기 대전판(70)에 전원을 공급하도록 하여 상기 대전판(70) 사이에 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 상기 방열판(60)의 방열핀(61) 사이에 공기가 순환되도록 하여 상기 방열판(60)의 냉각효율을 높이게 되는 것이다.That is, only when a predetermined temperature or more is sensed by the heat surface temperature sensor 50, the power is supplied to the charging plate 70 so that the heat dissipation plate may be caused by convection caused by corona discharge between the charging plates 70. The air is circulated between the heat dissipation fins 61 of 60 to increase the cooling efficiency of the heat dissipation plate 60.

상기 방열판(60)은 상기 열전소자(40)의 열면(42)을 공냉시키도록 일면은 상기 열전소자(40)의 열면(42)에 밀착되고, 타면에는 다수개의 방열핀(61)이 구비되게 된다.The heat dissipation plate 60 is in close contact with the heat surface 42 of the thermoelectric element 40 so as to cool the heat surface 42 of the thermoelectric element 40, and the other surface is provided with a plurality of heat dissipation fins 61. .

즉, 상기 열전소자(40)의 열면(42)에 상기 방열판(60)의 일면이 접촉됨으로써 상기 방열판(60)의 일면에 상기 열전소자(40)의 열면(42)의 열이 전달되고, 이 열은 상기 방열판(60)의 타면에 구비된 다수개의 방열핀(61)으로 전달되며, 상기 방열핀(61)이 공기에 접촉되어 냉각됨으로써 결국 상기 열전소자(40)의 열면(42)을 냉각시킬 수 있게 되는 것이다.That is, one surface of the heat sink 60 is in contact with the heat surface 42 of the thermoelectric element 40, so that heat from the heat surface 42 of the thermoelectric element 40 is transferred to one surface of the heat sink 60. Heat is transferred to a plurality of heat dissipation fins 61 provided on the other side of the heat dissipation plate 60, and the heat dissipation fins 61 are cooled by being in contact with air, thereby cooling the heat surface 42 of the thermoelectric element 40. Will be.

한편, 상기 방열핀(61)이 다수개로 핀형태로 구비되는 이유는 공기에 접촉되는 표면적을 최대한 넓게 함으로써 공냉효율을 높이기 위함이다.On the other hand, the reason why the plurality of heat radiation fins 61 are provided in the form of fins is to increase the air cooling efficiency by widening the surface area in contact with air as much as possible.

상기 대전판(70)은 상기 전원공급부(10)에 연결된 상기 제어부(80)에서의 전원의 공급에 따라 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 상기 방열판(60)의 방열핀(61) 사이에 공기가 순환되도록 하여 상기 방열판(60)의 냉각효율을 높일 수 있도록 상기 방열판(60)의 양측에 한쌍으로 구비된다.The charging plate 70 has air between the heat dissipation fins 61 of the heat dissipation plate 60 due to convection caused by corona discharge in accordance with the supply of power from the control unit 80 connected to the power supply unit 10. It is provided in pairs on both sides of the heat sink 60 so as to be circulated to increase the cooling efficiency of the heat sink (60).

코로나방전(corona discharge)이란 전극 표면의 기체 입자가 이온화함에 따라서 생기는 진동 현상을 말하는데, 이러한 진동 현상에 의해 주변의 공기에 대류현상이 일어나게 되는 것이다.Corona discharge refers to a vibration phenomenon caused by ionization of gas particles on the electrode surface, which is caused by convection in the surrounding air.

상기 제어부(80)는 상기 전원공급부(10)에 연결되어 상기 LED 패키지(20)에 전원을 인가하고, 상기 냉각면온도센서(30)에서 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자(40)에 전원공급을 온오프하며, 상기 열면온도센서(50)에서 감지되는 온도에 따라 상기 대전판(70)에 전원공급을 온오프하도록 제어한다.The control unit 80 is connected to the power supply unit 10 to apply power to the LED package 20, and supply power to the thermoelectric element 40 according to the temperature detected by the cooling surface temperature sensor 30. And turn on and off the power supply to the charging plate 70 according to the temperature detected by the heat surface temperature sensor 50.

즉, 상기 제어부(80)는 상기 LED 패키지(20)의 LED 램프(22)가 발광할 수 있도록 상기 LED 패키지(20)에 전원을 공급하도록 하고, 상기 LED 패키지(20)의 온도 및 상기 열전소자(40)의 열면(42)의 온도가 소정 온도 이상인 경우에만 상기 열전소자(40) 및 상기 대전판(70)에 전원을 공급하도록 함으로써 결과적으로 냉각이 필요한 경우에만 에너지를 소비할 수 있게 되어 에너지를 절약할 수 있게 되는 것이다.That is, the controller 80 supplies power to the LED package 20 so that the LED lamp 22 of the LED package 20 emits light, and the temperature of the LED package 20 and the thermoelectric element. By supplying power to the thermoelectric element 40 and the charging plate 70 only when the temperature of the heat surface 42 of the temperature 40 is greater than or equal to a predetermined temperature, energy can be consumed only when cooling is necessary. Will be able to save.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 엘이디 조명 장치는 본 발명을 실시하기 위 한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The LED lighting device described above and illustrated in the drawings is only one embodiment for implementing the present invention, and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is defined only by the matters set forth in the claims below, and the embodiments which have been improved and changed without departing from the gist of the present invention will be apparent to those skilled in the art. It will be said to belong to the protection scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 개념도1 is a conceptual diagram of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 측면도2 is a side view of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명><Short description of the major reference symbols>

10 전원공급부10 Power Supply

11 AC전원부     11 AC power supply

12 축전부     12 Capacitor

13 전원공급절환스위칭부     13 Power Supply Switching Unit

20 LED 패키지20 LED Package

21 기판     21 boards

22 LED 램프     22 LED lamp

30 냉각면온도센서30 Cooling surface temperature sensor

40 열전소자40 thermoelectric elements

41 냉각면     41 cooling surface

42 열면     42 opening

50 열면온도센서50 Temperature Sensor

60 방열판60 heat sink

61 방열핀     61 heat sink fins

70 대전판70 battle board

80 제어부80 control unit

Claims (3)

전원을 공급하는 전원공급부와; 기판의 전면에 전원을 공급받아 발광하는 LED 램프가 설치된 LED 패키지와; 상기 LED 패키지의 온도를 감지하는 냉각면온도센서와; 전원을 공급받아 펠티에 효과에 의한 냉각면과 열면을 갖되, 상기 LED 패키지를 냉각시키도록 상기 냉각면이 상기 LED 패키지의 후면에 밀착되는 열전소자와; 상기 열전소자의 열면을 공냉시키도록 일면은 상기 열전소자의 열면에 밀착되고 타면에는 다수개의 방열핀이 구비된 방열판과; 상기 전원공급부에 연결되어 상기 LED 패키지에 전원을 인가하고 상기 냉각면온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 열전소자에 전원공급을 온오프하도록 제어하는 제어부를; 포함하여 구성되되,A power supply unit for supplying power; An LED package provided with an LED lamp that receives power from the front surface of the substrate and emits light; Cooling surface temperature sensor for sensing the temperature of the LED package; A thermoelectric element having a cooling surface and a thermal surface by a Peltier effect upon receiving power, wherein the cooling surface is in close contact with a rear surface of the LED package to cool the LED package; A heat sink whose one surface is in close contact with the heat surface of the thermoelectric element and a plurality of heat dissipation fins are provided on the other surface to cool the heat surface of the thermoelectric element; A control unit connected to the power supply unit and configured to apply power to the LED package and control power supply to the thermoelectric element according to a temperature detected by the cooling surface temperature sensor; Configured to include, 상기 열전소자의 열면의 온도를 감지하는 열면온도센서와;A thermal plane temperature sensor for sensing a temperature of the thermal plane of the thermoelectric element; 전원의 공급에 따른 코로나방전에 의해 나타나는 대류현상에 의해 상기 방열판의 방열핀 사이에 공기가 순환되도록 하여 상기 방열판의 냉각효율을 높일 수 있도록 상기 방열판의 양측에 구비되는 한쌍의 대전판을 더 포함하고,Further comprising a pair of charging plates provided on both sides of the heat sink to allow air to circulate between the heat radiation fins of the heat sink by the convection phenomenon caused by the corona discharge according to the supply of power, to increase the cooling efficiency of the heat sink, 상기 제어부는, 상기 열면온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 대전판에 전원공급을 온오프하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.The control unit, LED lighting apparatus, characterized in that for controlling the power supply to the on-off power in accordance with the temperature detected by the thermal surface temperature sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원공급부는, 상용전력을 공급하는 AC전원부와, 상기 열전소자의 제베크 효과에 의한 열전발전에 의해 생산되는 전력을 축전하는 축전부와, 상기 AC전원부가 전원을 공급하도록 하되 상기 축전부에 축전한계용량만큼 전력이 축전된 경우 및 상기 AC전원부가 정전된 경우에는 상기 축전부가 전원을 공급하도록 하는 전원공급절환스위칭부가 구비된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.The power supply unit includes an AC power supply unit for supplying commercial power, a power storage unit for storing power generated by thermoelectric power generation by the Seebeck effect of the thermoelectric element, and the AC power supply unit for supplying power to the power storage unit. LED power supply, characterized in that the power supply switching switch for supplying power to the power storage unit when the power is stored by the storage capacity and the AC power supply is out of power. 삭제delete
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