KR101105341B1 - 투광조명장치 - Google Patents

투광조명장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101105341B1
KR101105341B1 KR1020100005649A KR20100005649A KR101105341B1 KR 101105341 B1 KR101105341 B1 KR 101105341B1 KR 1020100005649 A KR1020100005649 A KR 1020100005649A KR 20100005649 A KR20100005649 A KR 20100005649A KR 101105341 B1 KR101105341 B1 KR 101105341B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
thermoelectric element
contact plate
circuit board
printed circuit
Prior art date
Application number
KR1020100005649A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110085718A (ko
Inventor
함광근
김기윤
Original Assignee
함광근
(주) 메디레즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 함광근, (주) 메디레즈 filed Critical 함광근
Priority to KR1020100005649A priority Critical patent/KR101105341B1/ko
Publication of KR20110085718A publication Critical patent/KR20110085718A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101105341B1 publication Critical patent/KR101105341B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/54—Cooling arrangements using thermoelectric means, e.g. Peltier elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/51—Cooling arrangements using condensation or evaporation of a fluid, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/71—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00—Illumination
    • Y10S362/80—Light emitting diode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 투광조명장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 상측에 발광다이오드가 구비되고, 각각의 단위체로 구획되어 형성되는 인쇄회로기판; 각각의 인쇄회로기판 하측에 배열되며, 발광다이오드에 의해 발생되는 열을 냉각시키는 열전소자; 열전소자 하측에 형성되는 접촉플레이트; 일측이 접촉플레이트에 결합되고, 열전소자의 열을 흡수하여 전달하도록 이루어지는 히트파이프; 및 접촉플레이트와 이격되어 하측에 배열되고, 히트파이프에 연결되어 흡수된 열을 방출하는 방열판;을 포함하여 이루어지되, 히트파이프는 접촉플레이트의 양쪽에 결합되어 대칭된 형태로 형성되고, 중앙에 방열판이 연결되는 것을 특징으로 하는 투광조명장치가 제공된다.

Description

투광조명장치{FLOODLIGHTING APPARATUS}
본 발명은 투광조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자가 과열되는 것을 방지할 수 있으며, 발광소자에서 발생되는 열이 효과적으로 방열될 수 있도록 하여, 과열에 따른 문제점을 해소하고 사용수명이 연장될 수 있는 투광조명장치에 관한 것이다.
일반적으로, 투광 조명장치는 넓은 장소에 원하는 밝기의 빛을 조사하여 특정 구역을 밝게 비추어 주는 역할을 하기 위해 제작되는 조명 기구의 일종으로서, 야구장, 테니스장, 학교 운동장을 비롯하여 각종 경기장, 건물의 외곽 등에 설치하여 사용함은 물론, 터널, 지하철 공사 현장의 지하 공간, 역이나 항만의 구내, 천장이 높은 중기계 공장 등의 경우에는 옥내에 설치하여 다양하게 사용되고 있으며, 그 광원으로는 주로 발광소자를 사용하고 있는 추세이다.
상기한 발광소자(LED: light emitting diode, 발광다이오드)는 N형과 P형 반도체가 접합된 구조를 갖는 광전변환 반도체 소자인데, 이러한 발광소자는 적색, 청색, 황색 등으로 280~650mm 파장대의 전면 발광 또는 측면 발광의 고출력 발광소자로서 패키지화된 형태로 사용된다.
즉, 상기한 발광소자는 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들어 내고, 이들의 재결합에 의하여 발광되는 것으로, 반도체 발광소자는 크게 발광 다이오드(LED)와 레이저 다이오드(LD: laser diode)로 분류되며, 발광 다이오드나 레이저 다이오드는 처음부터 좁은 영역의 원하는 파장 대역만의 빛을 발생시키기 때문에 흑체 복사(blachbody radiation)를 이용하여 넓은 스펙트럼의 빛을 생성시킨 후 원하는 색깔의 필터를 사용하는 현재의 백열등 방식보다 그 효율이 매우 높고, 최소 50mW에서 최대 15W까지 이상 구동이 가능하며, 현저히 낮은 소비 전력에 비해 발광 효율이 좋은 편이고, 특히 사용 수명이 반영구적이어서 경제적이며, 렌즈 기술을 이용하여 가로등이나 터널 등과 같은 원거리 조사등에 적극적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.
다만, 이러한 투광 조명장치에는 발광소자에 의해 고온의 열이 발생하게 마련인데, 발생되는 열이 효과적으로 제거되지 못하는 경우에는 장치의 성능이 저하되거나 오작동이 발생하는 등 문제점을 유발하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 고출력 고광량의 발광소자 조명의 방열을 위해서 알루미늄 방열판을 이용하는 기술이 소개되고 있다. 그러나 이러한 장치는, 전력량이 많을수록 방열량 또한 증가하여 자연적인 냉각방식으로는 효과적인 방열이 곤란하다. 그리고 고출력의 방열판을 구현하고자 하는 경우에는, 알루미늄 방열판의 크기가 커지고 무거워지게 되며, 인쇄회로기판의 간격이 좁을 경우에는 열이 골고루 방사되지 않고 뭉쳐져 등기구 자체에 열이 과하게 발생되어 손상되는 문제점이 발생한다.
이와 달리, 최근에는 전자쿨러인 열전소자(Peltier)를 이용하여 방열이 이루어지도록 하는 장치가 소개되고 있는데, 열전소자는 적극적인 국소냉각이 가능한 것으로 금속과 반도체를 접속한 두점 사이에 폐로를 구성하여 전류를 흘리면 한쪽은 열이 발생하고 다른 한쪽은 열을 흡수하는 결과를 나타내게 되는 것이며, 이러한 성질을 이용하여 열이 발생하는 곳을 냉각시키게 되는 것이다. 다만, 열전소자를 이용하고 있는 기존의 장치에서는 효과적인 방열을 기대하기 어려우며, 개선된 구조의 방열장치가 요망된다.
투광조명장치는 발광소자의 발광에 의해 인쇄회로기판 및 알루미늄 방열판으로 전도되는 열의 온도를 40℃ 정도로 줄여야 발광소자 본래의 사용수명을 보장받을 수 있으나, 방열판 설계 오류로 인해 고온에서 동작하므로 발광소자의 사용수명을 단축하는 결과를 초래하게 되고, 발광소자 본래의 장점인 긴 수명을 보장 못 받게 된다. 이를 해결하기 위하여 발광소자의 발광에 의해 인쇄회로기판 및 알루미늄 방열판으로 전도되는 열의 온도를 적정하게 분산처리 및 냉각할 수 있는 기술과 등기구의 무게를 줄일 수 있는 기술개발이 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 금속재의 인쇄회로기판상에 실장되는 복수개의 발광소자가 발광시 발생하는 열이 인쇄회로기판 및 방열판으로 효과적으로 전도되어 발광소자가 과열되는 현상을 효율적으로 방지할 수 있으며, 발광소자의 사용수명을 크게 연장할 수 있을 뿐 아니라, 무게가 가벼워 이동이 용이한 장치를 제공하는 것과 관련된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 상측에 발광다이오드가 구비되고, 각각의 단위체로 구획되어 형성되는 인쇄회로기판; 각각의 인쇄회로기판 하측에 배열되며, 발광다이오드에 의해 발생되는 열을 냉각시키는 열전소자; 열전소자 하측에 형성되는 접촉플레이트; 일측이 접촉플레이트에 결합되고, 열전소자의 열을 흡수하여 전달하도록 이루어지는 히트파이프; 및 접촉플레이트와 이격되어 하측에 배열되고, 히트파이프에 연결되어 흡수된 열을 방출하는 방열판;을 포함하여 이루어지되, 히트파이프는 접촉플레이트의 양쪽에 결합되어 대칭된 형태로 형성되고, 중앙에 방열판이 연결되는 것을 특징으로 하는 투광조명장치를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 인쇄회로기판 및 열전소자가 단위체로 구획되어 형성되도록 하여, 발광다이오드에 의해서 발생되는 열이 적산됨이 없이 원활히 방출될 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
둘째, 열전소자의 열이 흡수되는 접촉플레이트 양쪽에 히트파이프가 연결되고, 접촉플레이트와 이격된 방열판이 히트파이프의 중앙에 연결되도록 하여, 접촉플레이트의 열이 신속하게 전도될 수 있도록 하며, 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.
셋째, 인쇄회로기판과 열전소자 사이에 제1열전도층이 형성되도록 하고, 열전소자와 접촉플레이트 사이에 제2열전도층이 형성되도록 하여, 인쇄회로기판, 열전소자 접촉플레이트 간에 열전달이 더욱 신속하게 이루어질 수 있으며, 원활한 전도가 가능하다.
넷째, 히트파이프와 방열판이 대칭된 형태로 이루어지도록 하여 구조적으로 안정된 형태의 장치를 제공할 수 있으며, 방열판의 크기를 상대적으로 축소시킬 수 있으므로 경량화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투광조명장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시된 투광조명장치의 작동과정을 도시한 블럭도,
도 3은 도 1에서 도시된 투광조명장치의 일부 구성을 도시한 평면도,
도 4는 도 1에서 도시된 투광조명장치의 단위체를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4에서 도시된 투광조명장치의 일부 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투광조명장치(1)는, 상측에 발광다이오드(20)가 구비되고, 각각의 단위체로 구획되어 형성되는 인쇄회로기판(30); 상기 각각의 인쇄회로기판(30) 하측에 배열되며, 상기 발광다이오드(20)에 의해 발생되는 열을 냉각시키는 열전소자(40); 상기 열전소자(40) 하측에 형성되는 접촉플레이트(50); 일측이 상기 접촉플레이트(50)에 결합되고, 상기 열전소자(40)의 열을 흡수하여 전달하도록 이루어지는 히트파이프(60); 및 상기 접촉플레이트(50)와 이격되어 하측에 배열되고, 상기 히트파이프(60)에 연결되어 흡수된 열을 방출하는 방열판(70);을 포함하여 이루어지되, 상기 히트파이프(60)는 상기 접촉플레이트(50)의 양쪽에 결합되어 대칭된 형태로 형성되고, 중앙에 상기 방열판(70)이 연결된다. 이와 같이, 상기 히트파이프(60)가 상기 접촉플레이트(50)에 대칭되게 결합된 형태가 도 4에 도시되어 있다. 다만, 도 4에 도시된 투광조명장치는 도 1에 도시된 형태가 역전된 모습이다.
그리고 상기 인쇄회로기판(30)과 열전소자(40) 사이에 적층되어 형성되는 제1열전도층(80);을 포함하여 이루어지고, 상기 열전소자(40)와 접촉플레이트(50) 사이에 적층되어 형성되는 제2열전도층(90);을 포함하여 이루어지며, 여기서 상기 제1열전도층(80) 및 제2열전도층(90)은 써멀 그리스 또는 써멀 테이프로 이루어진다.
아울러, 상기 방열판(70)은 다수개로 구비되고, 서로 이격되어 상기 열전소자(40) 하측에서 연속하여 배열되어 이루어진다.
우선, 본 발명은 발광다이오드(20)(LED)를 사용하는 투광조명장치(1)에 관한 것이며, 투광등으로 개발되어온 HID(High Intensity Discharge)램프와 비교하여 상대적으로 우수한 전력효율을 얻을 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 위하여 열전소자(40)(발광다이오드(20))를 구동하는데 사용되는 전력비율을 줄여야 하며, 실질적인 구현에 있어서, 전체 전력량 중 발광다이오드(20) 구동에 차지하는 비중을 70%, 열전소자(40) 구동에에 차지하는 비중을 30%로 이루어지도록 설계하는 것이 바람직하다.
상기 인쇄회로기판(30)(PCB, printed circuit board) 상측에는 발광다이오드(20)가 구비되는데, 상기 발광다이오드(20)는 다수개로 이루어진다. 다만, 다수개의 상기 발광다이오드(20)가 고정형성되는 상기 인쇄회로기판(30)은 일체로 형성되는 것이 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 단위체로 구획되어 형성된다. 이처럼, 상기 인쇄회로기판(30)은 하나의 상기 발광다이오드(20)별로 구분되도록 이루어질 수 있으며, 복수의 발광다이오드(20)별로 구분되도록 이루어질 수 있다.
상기 발광다이오드(20) 상단에는 각각의 상기 발광다이오드(20)에서 발생하는 빛을 집광하여 조사하는 렌즈(10)가 형성되고, 상기 발광다이오드(20)의 작동시 발생되는 열의 상당부분은 상기 인쇄회로기판(30)으로 전달되며, 상기 열전소자(40)에 의해 냉각이 이루어지게 된다.
이를 위하여 상기 인쇄회로기판(30) 하측에는 상기 열전소자(40)(펠티어소자)가 배열되며, 앞서 기술한 바와 같이, 상기 열전소자(40)의 펠티어효과에 의하여 상기 인쇄회로기판(30)의 냉각이 이루어진다. 즉, 상기 열전소자(40)에 전원이 공급되면, 상기 열전소자(40)의 한쪽은 열이 발생하고 다른 한쪽은 열을 흡수하게 되는데, 이와 같이 열을 흡수하는 상기 열전소자(40)의 특성에 따라 상기 인쇄회로기판(30)의 냉각이 이루어진다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투광조명장치(1)에서는, 상기 인쇄회로기판(30)과 열전소자(40) 사이에는 제1열전도층(80)이 형성되는데, 상기 제1열전도층(80)이 형성됨으로 인하여 상기 인쇄회로기판(30)으로 전달된 열이 상기 열전소자(40)로 원활히 전도되게 된다. 이때, 상기 제1열전도층(80)은 써멀 그리스(Thermal Grease) 또는 써멀 테이프(Thermal tape)로 이루어지는 것이 바람직하며, 이와 같이 이루어진 상기 제1열전도층(80)에 의하여 열전도가 더욱 원활하게 이루어진다.
본 발명에 따른 투광조명장치(1)의 구동에 따라 상기 열전소자(40)의 한쪽면에는 열이 발생하고, 다른 한쪽 면에는 열이 흡수되게 되는데, 도 1을 기준으로, 상기 열전소자(40)의 위쪽이 열이 흡수되는 면이고, 상기 열전소자(40)의 아래쪽이 열이 발생하는 면에 해당한다. 상기 열전소자(40)의 작용에 따라, 상기 인쇄회로기판(30)으로 전달되는 열은 상기 제1열전도층(80)을 거쳐 상기 열전소자(40)의 상측을 통하여 흡수된 후 냉각이 이루어지고, 이에 대응하여 상기 열전소자(40)의 아래쪽에는 발열이 일어난다.
상기 열전소자(40)는 상기 인쇄회로기판(30)과 함께 각 단위체로 구획되어 형성되며, 상기 인쇄회로기판(30)별로 나뉘어진 형태로 이루어진다. 또한, 상기 열전소자(40) 상하 양측면에는 열전도층을 이루는 써멀 그리스(Thermal Grease)가 도포될 수 있으며, 이러한 써멀 그리스는 얇고 넓게 도포되며, 상기 열전소자(40)와 함께 구분되어 이루어진다.
상기 열전소자(40)는 상기 인쇄회로기판(30)과 직접 접촉한 상태로 형성되는 것이 아니며, 이격되어 이루어지거나 상기 제1열전도층(80)이 개재된 형태로 이루어지며, 이에 의하여 열이 적산되지 않도록 하며 상기 열전소자(40)에 의한 상기 발광다이오드(20) 냉각이 원활히 이루어질 수 있다.
상기 열전소자(40)의 하측에는 상기 접촉플레이트(50)가 형성되며, 상기 접촉플레이트(50)는 상기 히트파이프(60)가 상기 열전소자(40)에 고정됨과 아울러 상기 열전소자(40)의 열이 원활히 흡수될 수 있도록 하기 위한 구성에 해당한다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투광조명장치(1)에 의하면, 상기 열전소자(40)와 접촉플레이트(50) 사이에는 상기 제2열전도층(90)이 형성되며, 상기 제2열전도층(90)에 의하여 상기 열전소자(40)의 열이 상기 접촉플레이트(50)로 원활히 전도되게 된다. 상기 제2열전도층(90) 또한 상기 제1열전도층(80)과 마찬가지로, 써멀 그리스(Thermal Grease) 또는 써멀 테이프(Thermal Tape)로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 열전소자(40)를 통한 열전달 효과를 배가시킬 수 있다.
상기 열전소자(40)의 하측에서 발생되는 열은 상기 제2열전도층(90)을 거쳐 상기 접촉플레이트(50)로 전도되며, 상기 히트파이프(60)를 통하여 방열이 이루어지게 된다. 본 발명에 따른 히트파이프(60)는 통상의 히트파이프(60)(heat pipe)와 같이 이루어지는데, 밀폐용기 내부의 작동유체가 연속적으로 기체와 액체 간의 상변화하고, 이러한 과정을 통하여 상기 히트파이프(60) 양단 사이에 열을 전달하게 되는 것으로, 잠열(latent heat)을 이용하여 열을 이동시킴으로써 우수한 열전달 성능을 발휘할 수 있다.
상기 히트파이프(60)는 가열부와 방출부로 구분할 수 있으며, 가열부는 상기 접촉플레이트(50)에 결합되는 부분이고, 방출부는 상기 방열판(70)에 결합되는 부분에 해당한다.
상기 히트파이프(60)는 어느 일측만이 상기 접촉플레이트(50)에 결합되는 것이 아니라, 양 단부가 상기 접촉플레이트(50)의 양쪽에 결합되도록 이루어진다. 즉, 상기 히트파이프(60)의 한쪽 단부가 상기 접촉플레이트(50)에 결합되어 연장되고, 중간에 상기 방열판(70)이 결합되며, 상기 접촉플레이트(50)의 다른 한쪽으로 이어진다. 상기 히트파이프(60)가 상기 접촉플레이트(50)에 결합되는 가열부에서는, 내부의 작동유체가 기화되면서 열을 흡수하게 되고, 상기 히트파이프(60)의 방출부, 즉 상기 방열판(70)이 결합되는 부분에서는, 외부의 차가운 온도에 의하여 내부의 작동유체가 액화되면서 열을 방출하게 된다. 도 5에는, 상기 접촉플레이트(50), 히트파이프(60) 및 방열판(70)의 결합형태가 도시되어 있다.
상기 히트파이프(60)는 동으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 이루어진 상기 히트파이프(60)에 의하여 가볍고 이동이 용이한 장치를 구성할 수 있으며, 상기 열전소자(40)의 발열을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 상기 히트파이프(60)를 통하여 상기 접촉플레이트(50)에 전도되는 열이 양쪽으로 전달될 수 있으며, 상기 방열판(70)에 의하여 신속하에 방열이 이루어질 수 있다.
상기 방열판(70)은 알루미늄 날들이 적층된 형태로 상기 히트파이프(60)에 결합되며, 상기 히트파이프(60)가 순차적으로 관통된 형태로 결합된다. 상기 방열판(70)은 서로 간에 이격된 형태로 이루어질 뿐 아니라, 상기 접촉플레이트(50)와도 이격된 형태로 상기 히트파이프(60)에 고정되며, 이에 의하여 상기 방열판(70)의 주변으로 열교환이 원활히 이루어지게 된다.
여기서, 상기 방열판(70)이 본 발명에 따른 투광조명장치(1)에 결합되기 위한 별도의 수단은 마련되지 않으며, 상기 히트파이프(60)에 의하여 고정되어 결합되게 된다.
도 2에서는 상기와 같이 이루어진 투광조명장치(1)를 구동하기 위한 블럭도가 도시되어 있으며, 이에 따른 구동과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 따른 투광조명장치(1)를 구동하기 위한 제어회로 및 주변장치에 대하여 설명한다. 도 2에 도시된 전원공급장치(110)는 외부 상용 교류 전원을 직류(DC)로 변환하기 위한 용도로 사용되며, 일반적으로 24Vdc 또는 48Vdc를 출력하며, 주제어장치(120), LED구동회로(130), 온도센서(140) 및 열전소자구동회로(150)에 전원을 공급한다.
그리고 상기 주제어장치(120)는 LED구동회로(130)를 통하여 상기 발광다이오드(20)의 출력전류를 안정적으로 공급하는 PWM(Pulse-width modulation)제어신호를 발생시키고, 상기 열전소자(40)의 상부에 부착하여 운용되는 온도센서(140)를 통하여 온도 값을 읽어들이도록 한다. 또한, 상기 열전소자(40)의 상단부, 즉 냉각부에 상기 발광다이오드(20)를 통해 방열하는 온도를 모니터링하도록 하며, 펠티어 접점부위의 온도가 하강하거나 유지되도록 기능하는 열전소자구동회로(150)로 하여금, PWM제어신호 또는 D/A 신호(digital analog converter에 의해 변환)를 발생시켜 열전소자(40)를 구동시켜 냉각시키는 기능을 담당한다.
본 발명에 따른 투광조명장치(1)를 구성하는 일 구성으로서, 상기 발광다이오드(20) 상단에는, 각각의 상기 발광다이오드(20)에서 발생하는 빛을 집광하여 조사하는 렌즈(10)가 형성되며, 본 발명에 따른 투광조명장치(1)에 의해 빛이 효과적으로 조사되도록 한다.
상기 발광다이오드(20)의 작동에 의하여 발생되는 열은 상기 인쇄회로기판(30)으로 전달되고, 상기 열전소자(40)의 냉각부를 통하여 냉각되고, 상기 열전소자(40)의 반대쪽이 가열된다. 도 2에는, 상기 제1열전도층(80) 및 제2열전도층(90)이 써멀 테이프로 이루어진 형태로 도시되어 있다.
상기 열전소자(40)의 발열부에서 발생되는 열은 상기 히트파이프(60)를 통하여 상기 방열판(70)으로 전달되며, 상기 발열판에서 외부로 열전달이 이루어지며 장치의 냉각이 이루어지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 투광조명장치(1)는, 상기 인쇄회로기판(30) 및 열전소자(40)가 단위체로 구획되어 형성되도록 하여, 상기 발광다이오드(20)에 의해서 발생되는 열이 적산됨이 없이 원활히 방출될 수 있는 환경을 제공할 수 있게 된다.
그리고 상기 열전소자(40)의 열이 흡수되는 상기 접촉플레이트(50) 양쪽에 상기 히트파이프(60)가 연결되고, 상기 접촉플레이트(50)와 이격된 방열판(70)이 히트파이프(60)의 중앙에 연결되도록 하여, 접촉플레이트(50)의 열이 신속하게 전도될 수 있도록 하며, 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열전소자(40) 상하로 써멀 테이프 등으로 이루어지는 제1열전도층(80) 및 제2열전도층(90)이 형성되도록 하여, 상기 인쇄회로기판(30), 열전소자(40) 및 접촉플레이트(50) 간에 열전달이 더욱 신속하게 이루어질 수 있으며, 원활한 전도가 가능하고, 상기 히트파이프(60)와 방열판(70)이 대칭된 형태로 이루어지도록 하여 구조적으로 안정된 형태의 장치를 제공할 수 있으며, 상기 방열판(70)의 크기를 상대적으로 축소시킬 수 있으므로 경량화에 기여할 수 있게 되는 것이다.
1 : 투광조명장치 10 : 렌즈
20 : 발광다이오드 30 : 인쇄회로기판
40 : 열전소자 50 : 접촉플레이트
60 : 히트파이프 70 : 방열판
80 : 제1열전도층 90 : 제2열전도층
110 : 전원공급장치 120 : 주제어장치
130 : LED구동회로 140 : 온도센서
150 : 열전소자구동회로

Claims (5)

  1. 상측에 발광다이오드가 구비되고, 각각의 단위체로 구획되어 형성되는 인쇄회로기판;
    상기 각각의 인쇄회로기판 하측에 배열되며, 상기 발광다이오드에 의해 발생되는 열을 냉각시키는 열전소자;
    상기 열전소자 하측에 형성되는 접촉플레이트;
    일측이 상기 접촉플레이트에 결합되고, 상기 열전소자의 열을 흡수하여 전달하도록 이루어지는 히트파이프; 및
    상기 접촉플레이트와 이격되어 하측에 배열되고, 상기 히트파이프에 연결되어 흡수된 열을 방출하는 방열판;
    상기 인쇄회로기판과 열전소자 사이에 적층되어 형성되는 제1열전도층;
    상기 열전소자와 접촉플레이트 사이에 적층되어 형성되는 제2열전도층;을 포함하고,
    상기 열전소자는 펠티어 소자이며, 전원이 공급되면, 상기 열전소자의 한쪽은 열이 발생하고 다른 한쪽은 열을 흡수하게 되어 상기 인쇄회로기판의 열을 흡수하여 냉각이 이루어지도록 한 것이며,
    상기 히트파이프는 상기 접촉플레이트의 양쪽에 결합되어 대칭된 형태로 형성되고, 중앙에 상기 방열판이 연결되는 것이고,
    상기 제1 및 제2열전도층은 써멀 그리스 또는 써멀 테이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 투광조명장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판은 다수개로 구비되고, 서로 이격되어 상기 열전소자 하측에서 연속하여 배열되는 것을 특징으로 하는 투광조명장치.
KR1020100005649A 2010-01-21 2010-01-21 투광조명장치 KR101105341B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100005649A KR101105341B1 (ko) 2010-01-21 2010-01-21 투광조명장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100005649A KR101105341B1 (ko) 2010-01-21 2010-01-21 투광조명장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110085718A KR20110085718A (ko) 2011-07-27
KR101105341B1 true KR101105341B1 (ko) 2012-01-16

Family

ID=44922488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100005649A KR101105341B1 (ko) 2010-01-21 2010-01-21 투광조명장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101105341B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160027368A (ko) 2014-08-29 2016-03-10 순천대학교 산학협력단 2차 렌즈 플레이트, led 조명장치 및 2차 렌즈 플레이트 제조방법
KR20170022754A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 엘지전자 주식회사 광원모듈 패키지
KR101811132B1 (ko) * 2016-05-24 2017-12-20 전주대학교 산학협력단 열전반도체를 이용한 환경적응형 led 조명
KR101824802B1 (ko) * 2016-05-24 2018-02-01 전주대학교 산학협력단 열전소자를 이용한 강제방열형 led 조명

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312981B1 (ko) * 2011-12-30 2013-10-01 한밭대학교 산학협력단 센서 장치
KR101334698B1 (ko) * 2012-03-29 2013-12-02 오앤아이(주) 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치
JP5841691B2 (ja) * 2013-08-23 2016-01-13 オリンパス株式会社 光源装置及び内視鏡装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090042679A (ko) * 2007-10-26 2009-04-30 (주)세오전자 방열모듈을 이용한 고효율 엘이디램프
KR20090046370A (ko) * 2007-11-06 2009-05-11 (주)세오전자 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디램프
KR20090065930A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 에스엘 주식회사 Ｌｅｄ방열 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090042679A (ko) * 2007-10-26 2009-04-30 (주)세오전자 방열모듈을 이용한 고효율 엘이디램프
KR20090046370A (ko) * 2007-11-06 2009-05-11 (주)세오전자 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디램프
KR20090065930A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 에스엘 주식회사 Ｌｅｄ방열 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160027368A (ko) 2014-08-29 2016-03-10 순천대학교 산학협력단 2차 렌즈 플레이트, led 조명장치 및 2차 렌즈 플레이트 제조방법
KR20170022754A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 엘지전자 주식회사 광원모듈 패키지
KR102429095B1 (ko) * 2015-08-21 2022-08-04 엘지전자 주식회사 광원모듈 패키지
KR101811132B1 (ko) * 2016-05-24 2017-12-20 전주대학교 산학협력단 열전반도체를 이용한 환경적응형 led 조명
KR101824802B1 (ko) * 2016-05-24 2018-02-01 전주대학교 산학협력단 열전소자를 이용한 강제방열형 led 조명

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110085718A (ko) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101105341B1 (ko) 투광조명장치
AU2005332535B2 (en) A semiconductor light-emitting apparatus provided with a heat conducting/dissipating module
CN102782404B (zh) 具有散热件的照明设备
KR100972975B1 (ko) Ｌｅｄ 조명장치
WO2012067347A2 (ko) 엘이디 조명기구용 냉각장치 및 이를 이용한 엘이디 조명기구
KR101011379B1 (ko) 발광 다이오드를 이용한 등기구
KR20120080871A (ko) 엘이디조명등의 냉각장치
KR100923435B1 (ko) 적층 방열판의 공냉식 방열 통기공간부가 형성된 ｌｅｄ 조명등
KR101464318B1 (ko) 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등
Tang et al. Experimental investigation on active heat sink with heat pipe assistance for high-power automotive LED headlights
US8742245B2 (en) Method and apparatus for using thermionic devices to recover energy from light sources and other energy conversion devices
Peng et al. Waste heat recycling of high-power lighting through chips on thermoelectric generator
KR101126074B1 (ko) 히트 파이프 기능을 가지는 복합방열기구를 적용한 고효율 엘이디등
KR101401665B1 (ko) 엘이디 조명장치
TWI431737B (zh) 發光二極體照明裝置及其水冷式散熱模組
KR20100003328A (ko) 발광 다이오드 램프용 방열기
KR100827629B1 (ko) 투광 조명장치
TW201022582A (en) Illuminating apparatus and light engine thereof
CN2932076Y (zh) 大功率发光二极管照明装置
KR101012685B1 (ko) 적층 방열판의 공냉식 방열 통기공간부가 형성된 ｌｅｄ 조명등
CN104534303A (zh) 一种圆环分布式全方位led灯结构
KR20100122615A (ko) 누전방지기능을 갖춘 경관 등기구
KR101198318B1 (ko) 인쇄회로기판 장치
RU56558U1 (ru) Устройство охлаждения светодиодной матрицы
KR101088049B1 (ko) 방열 장치 및 이를 이용한 발광 소자 방열 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee