KR101120702B1

KR101120702B1 - LED Module

Info

Publication number: KR101120702B1
Application number: KR1020100083794A
Authority: KR
Inventors: 김성윤
Original assignee: 김성윤
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-22
Also published as: KR20120020275A

Abstract

본 발명은 전원공급 배선을 단일선(1가닥)으로 하고, 발열의 원인이 되는 저항(resister)을 사용하지 않으며, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 LED 어레이(array)를 콤팩트화 하므로 회로 구성이 매우 간단하여 회로기판의 슬림화가 가능하고 가격이 저렴하며, 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 갖는 LED 모듈에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 교류전원 또는 직류전원(극성무관)의 양단(4,5)간에 교류전압을 직류전압으로 정류하는 브리지 다이오드(2)를 연결하고, 상기 브리지 다이오드(2)의 출력단 양단에는 브리지 다이오드를 통한 직류전압을 평활하는 평활 캐패시터(3)와, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)를 병렬 접속하여 구성된다.The present invention uses a single line (one strand) of power supply wiring, does not use a resistor that causes heat, and compacts an array of LEDs formed by connecting a plurality of LEDs in parallel. This is very simple, the circuit board can be made slim, and the price is low, and relates to an LED module having high reliability, high efficiency, low heat generation, low power characteristics.
To this end, the present invention connects the bridge diode (2) for rectifying the AC voltage to a DC voltage between both ends (4, 5) of the AC power or DC power (polarity-independent), and the bridge across the output terminal of the bridge diode (2) A smoothing capacitor 3 for smoothing a DC voltage through a diode and a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c formed by connecting a plurality of LEDs in parallel are configured.

Description

LED Module {LED Module}

본 발명은 발광 다이오드를 이용하여 조명하는 광고판 내지는 조명 장치 등에 적용되는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원공급 배선을 단일선(1가닥)으로 하고, 발열의 원인이 되는 저항(resister)을 사용하지 않으며, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 LED 어레이(array)를 콤팩트화 하므로 회로 구성이 매우 간단하여 회로기판의 슬림화가 가능하고 가격이 저렴하며, 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 갖는 LED 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light emitting diode (LED) module applied to an advertisement board or an illumination device that is illuminated by using a light emitting diode. More specifically, the power supply wiring has a single line (1 strand), It does not use a resistor that causes it and compacts an array of LEDs made by connecting a plurality of LEDs in parallel, so the circuit configuration is very simple, so that the circuit board can be made slim, and the price is low, and high reliability, The present invention relates to an LED module having high efficiency, low heat generation, and low power characteristics.

주지와 같이, 발광 다이오드(이하, 'LED' 라 칭함)는 전류를 흘리면 발광하는 다이오드로서 반도체의 PN 접합면에 소수 캐리어를 주입시키면 전자가 보다 높은 에너지 준위(level)로 여기하고, 다시 안정된 상태로 되돌아 올 때 가지고 있던 에너지가 빛의 파장대를 가진 전자파로 되어 방사되는 발광 소자이다.As is well known, a light emitting diode (hereinafter, referred to as 'LED') is a diode that emits light when a current flows, and when a minority carrier is injected into a PN junction surface of a semiconductor, electrons are excited to a higher energy level, and are again in a stable state. It is a light emitting device in which the energy possessed when returning is emitted as an electromagnetic wave having a wavelength band of light.

최근에 와서, 반도체 기술의 눈부신 발달로 LED의 생산이 다양화되면서 일반 전구에 비하여 동일한 조도를 얻는데 필요한 전력의 소모가 1/10 정도에 지나지 않는 LED가 저휘도의 범용 제품에서 탈피하여, 고휘도, 고품질의 제품 생산이 가능하게 되었다. In recent years, due to the remarkable development of semiconductor technology, LED production has diversified, and LEDs, which consume only about 1/10 of the power required to obtain the same illuminance compared to general light bulbs, have moved away from general products of low brightness. High quality products can be produced.

또한, 고특성의 청색(blue)과 백색(white) 다이오드의 구현이 현실화됨에 따라 LED는 차세대 조명원 및 각종의 표시 장치 등으로 그의 적용범위가 점차적으로 확대되고 있는 추세이다.In addition, as the realization of the blue and white diodes having high characteristics is realized, LEDs are gradually being applied to a next generation lighting source and various display devices.

이와 같은 LED를 단수 또는 복수로 접합시켜 일정한 크기로 만든 것을 LED 모듈이라 하고, 이는 각종의 직, 간접 조명장치 등을 구성한다.The LED module is made of a single or plural such LEDs to a certain size and is called an LED module, which constitutes various direct and indirect lighting devices.

또한, 종래의 LED 모듈은, LED를 단수 또는 복수로 접합시켜 제작된 것이기 때문에, 각각의 LED로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출시킬 필요가 있다.In addition, since a conventional LED module is produced by joining a single or a plurality of LEDs, it is necessary to discharge heat generated from each LED to the outside more efficiently.

따라서, 상기 LED 모듈의 열방출 효율을 향상시킬 수 있는 LED 모듈 관련 기술의 지속적인 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for continuous development of a LED module related technology capable of improving the heat dissipation efficiency of the LED module.

더욱이, 종래의 LED 모듈은 전원공급 배선이 2선(2가닥)으로 되어 있어 배선작업이 복잡하고, LED의 전류제한을 위한 저항을 사용하므로 이로 인해 발열이 높으므로 별도의 방열회로의 설치가 필요하며, 회로기판의 슬림화가 불가능하여 제품단가가 상승할 뿐만 아니라 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.
본 출원인이 기 출원한 LED 점등용 안정기회로(특허출원 제2010-0082757호, 제2011-0031015호 참조)와 엘이디 모듈을 연결하여 광고판을 제작할 경우 엘이디 모듈의 숫자에 관계없이 적정한 전압과 전류가 안정기 족에서 제어되므로 사실상 엘이디 모듈에는 LED 칩 외에는 아무런 전자회로가 필요하지 않다.
다만, 사용자의 부주의 또는 사용상의 편의성을 감안하여 무극성화를 위한 브리지 다이오드 및 바이패스 캐패시터를 추가로 구성하였을 뿐인 것이다.In addition, the conventional LED module has two wires (two strands) of power supply wiring, which makes the wiring work complicated and uses a resistor for limiting the current of the LED. In addition, due to the impossibility of slimming the circuit board, not only the product cost increases but also high reliability, high efficiency, low heat generation, and low power characteristics are difficult to expect.
When the LED panel is applied to the LED lighting ballast circuit (see patent applications 2010-0082757, 2011-0031015) and the LED module is manufactured, the appropriate voltage and current are applied regardless of the number of LED modules. Controlled by the ballast family, the LED module virtually eliminates the need for any electronic circuitry other than LED chips.
However, in consideration of user's carelessness or ease of use, only the bridge diode and bypass capacitor for nonpolarization are additionally configured.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 전원공급 배선을 단일선(1가닥)으로 하고, 발열의 원인이 되는 저항을 사용하지 않으며, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 LED 어레이를 콤팩트화 하므로 회로 구성이 매우 간단하여 회로기판의 슬림화가 가능하고 가격이 저렴하며, 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 갖는 LED 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통상의 광고판에는 전원 공급장치로 출력전압 12V, 24V 정격에 적정 전류용량의 SMPS를 사용하고 다수개의 LED 모듈을 병렬로 연결한다.
그래야만 LED 모듈의 숫자에 제한받지 않고 광고판을 제작할 수 있으며, 각각의 LED 모듈에는 역접속 방지용 브리지 다이오드의 전류제한용 저항이 반드시 추가되어 있다.
이 경우 전원장치로 고가이면서도 수명이 짧은 SMPS를 사용해야 하고, 각각의 LED 모듈에는 전류제한용 발열로 인해 효율이 저하되며 전원공급선은 병렬 연결된 각각의 LED 모듈의 사용전력을 모두 공급할 수 있는 충분히 굵은 2가닥의 전선을 사용해야 하는 단점이 있는데, 본 발명은 이와 같은 문제점을 개선하고자 제안된 것이다.
특히, 본 발명은 전용안정기를 사용하여 LED 모듈의 개수에 상응하는 전압과 작은전류로 약80개 이하의 범위 내에서 LED 모듈의 개수에 구애받지 않고 모든 LED 모듈은 직렬 접속하여 전원공급선을 가는 한 가닥으로 연결하였으며, 발열의 원인이 되는 전류제한 저항의 구성을 생략하도록 한 것이다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and the main object of the present invention is to make the power supply wiring a single line (one strand), do not use a resistor that causes heat generation, The LED array made by connecting LEDs in parallel is compact, so the circuit configuration is very simple, and the circuit board can be made slim, and the price is low, and the LED module having high reliability, high efficiency, low heat generation, and low power characteristics is provided.
Another object of the present invention is to use a SMPS of the proper current capacity to the output voltage 12V, 24V rating as a power supply for a typical billboard and connect a plurality of LED modules in parallel.
Only then can the billboards be made without being limited by the number of LED modules, and each LED module must include a current limiting resistor of the reverse connection bridge diode.
In this case, use SMPS which is expensive and short lifespan as power supply, and each LED module has low efficiency due to current limiting heat and power supply line is thick enough to supply all the power used in each LED module connected in parallel. There is a disadvantage of using a strand of wire, the present invention is proposed to improve such a problem.
In particular, the present invention is a voltage and a small current corresponding to the number of LED modules using a dedicated ballast, regardless of the number of LED modules within the range of about 80 or less, as long as all LED modules are connected in series to the power supply line Connected by strands, it is to omit the configuration of the current limiting resistor that causes heat.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교류전원 또는 직류전원의 양단(4, 5)간에 교류전압을 직류전압으로 정류하는 브리지 다이오드(2)를 연결하고, 상기 브리지 다이오드(2)의 출력단 양단에는 브리지 다이오드를 통한 직류전압을 평활하는 평활 캐패시터(3)와, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)를 병렬 접속하여 구성된 LED 모듈에 있어서,
상기 교류전원 또는 직류전원공급 배선(4, 5)은 단일선(1가닥)으로 구성되고, 상기 LED 모듈은 전류제한 저항을 사용하지 않는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention connects the bridge diode (2) for rectifying the AC voltage to the DC voltage between the both ends (4, 5) of the AC power or DC power, and the output terminal of the bridge diode (2) In an LED module configured by parallel connection of a smoothing capacitor 3 for smoothing a DC voltage through a bridge diode and a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c formed by connecting a plurality of LEDs in parallel,
The AC power or DC power supply wirings 4 and 5 are constituted by a single line (one strand), and the LED module is characterized in that it does not use a current limiting resistor.

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이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 LED 모듈에 의하면, 전원공급 배선을 단일선(1가닥)으로 하고, 발열의 원인이 되는 저항을 사용하지 않으며, 다수개의 LED를 병렬로 접속한 다수의 LED 어레이로 콤팩트화 하므로 회로 구성이 매우 간단하여 회로기판의 슬림화가 가능하고 가격이 저렴하며, 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 갖는 LED 모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the LED module according to the present invention made as described above, the power supply wiring is a single line (one strand), does not use a resistor that causes heat generation, and is compact with a plurality of LED arrays in which a plurality of LEDs are connected in parallel Since the circuit configuration is very simple, the circuit board can be made slim, the price is low, and the LED module having high reliability, high efficiency, low heat generation, and low power characteristics can be provided.

도1은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 회로 구성도.
도2는 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 외관구성 예시도이다.1 is a circuit diagram of an LED module according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing the appearance of the LED module according to the present invention.

본 발명을 첨부된 실시 예의 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 회로 구성도를 나타내고, 도2는 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 외관구성 예시도를 나타낸다.Figure 1 shows a circuit diagram of the LED module according to the present invention, Figure 2 shows an example of the appearance configuration of the LED module according to the present invention.

도1에 도시된 바와 같이 교류전원 또는 직류전원(극성무관)의 양단(4, 5)간에 교류전압을 직류전압으로 정류하는 브리지 다이오드(2)를 연결하고, 상기 브리지 다이오드(2)의 출력단 양단에는 브리지 다이오드(2)를 통한 직류전압을 평활하는 평활 캐패시터(3)와, 다수개의 LED를 병렬로 접속하여 이루어진 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)를 병렬 접속하여 구성된다. As shown in FIG. 1, a bridge diode 2 for rectifying an AC voltage to a DC voltage is connected between both ends 4 and 5 of an AC power source or a DC power source (polarity free), and both ends of an output terminal of the bridge diode 2 are connected. In this case, a smoothing capacitor 3 for smoothing a DC voltage through the bridge diode 2 and a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c formed by connecting a plurality of LEDs in parallel are configured.

본 발명에 따른 LED 모듈(10)의 외관구성은 도2에 도시된 바와 같이 기판(1)상의 일단과 타단에 각각 단일선(1가닥)의 교류(AC)전원 또는 직류(DC)전원공급 배선(4, 5)이 납땜 고정되고, 기판(1)상에 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)가 일정간격으로 배열 설치되며, 상기 LED 어레이(6a, 6b)사이에는 평활 캐패시터(3)가 납땜 고정되며, LED 어레이(6b, 6c)사이에는 브리지 다이오드(2)가 납땜 고정되어 있다.As shown in FIG. 2, the external configuration of the LED module 10 according to the present invention is a single line (one strand) of alternating current (AC) power or direct current (DC) power supply wiring at one end and the other end on the substrate 1. 4, 5 are soldered and fixed, and a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c are arranged on the substrate 1 at regular intervals, and the smoothing capacitor 3 is disposed between the LED arrays 6a, 6b. Is soldered and the bridge diode 2 is soldered and fixed between the LED arrays 6b and 6c.

단, 도2에서 방수처리를 위한 케이스의 구성 및 케이스 내부에 장착되는 기판(1)위에 몰딩 처리되는 투명커버의 구성은 편의상 도시를 생략한 것이다. However, in FIG. 2, the configuration of the case for waterproofing and the configuration of the transparent cover molded on the substrate 1 mounted inside the case are omitted for convenience.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED 모듈의 동작을 첨부된 도1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the LED module according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 1.

먼저, 도1에 도시한 바와 같이 전용 안정기(도시 생략됨)로부터 교류(AC) 또는 직류(DC)전원이 양단(4, 5)간에 인가되면 브리지 다이오드(2)에 의해 교류를 직류로 정류한 후 평활 캐패시터(3)를 거쳐 평활하게 하고, 직류화시켜 후단에 병렬로 접속된 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)의 동작전원으로 사용한다.First, as shown in FIG. 1, when AC or DC power is applied between both ends 4 and 5 from a dedicated ballast (not shown), AC is rectified by DC using a bridge diode 2. After smoothing through the smoothing capacitor 3, it is made into direct current and used as an operating power source for a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c connected in parallel at the rear end.

이 때, 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)에 흐르는 전류를 제한하는 저항을 사용하지 않으므로 LED 모듈(10)은 발열이 거의 없고, 효율이 높으며 다수의 LED 어레이(6a, 6b, 6c)의 추가 및 제거가 매우 용이하다.At this time, since the resistors limiting the current flowing through the plurality of LED arrays 6a, 6b, and 6c are not used, the LED module 10 generates little heat, high efficiency, and the plurality of LED arrays 6a, 6b, and 6c. It is very easy to add and remove.

또한, 전기적 잡음(noise) 및 유해전자파의 발생이 없으며, 소형 경량화가 용이함은 물론 방수 구조로 제작이 용이하다.In addition, there is no generation of electrical noise (noise) and harmful electromagnetic waves, it is easy to manufacture a compact and lightweight as well as waterproof structure.

또한, 교류 또는 직류전원공급 배선(4, 5)이 단일선(1가닥)으로 이루어지므로 배선비용이 절감되고 취급이 용이하다.In addition, since the AC or DC power supply wirings 4 and 5 are made of a single line (one strand), the wiring cost is reduced and the handling is easy.

또한, LED 어레이(6a, 6b, 6c)는 반영구적인 반도체소자를 사용하므로 형광등이나 네온등과 같이 환경유해물질을 함유하지 않으며, 장기간 수명으로 폐기물을 자주 발생하지 않는다.In addition, since the LED arrays 6a, 6b, and 6c use semi-permanent semiconductor elements, they do not contain environmentally harmful substances such as fluorescent lamps and neon lamps, and do not frequently generate waste with a long life.

특히, 광고판용 조명등의 제작 시에 LED모듈의 개수를 조정해야 하는 경우가 빈번한데 본 발명은 LED모듈의 개수의 증감이 매우 용이하다. In particular, it is often necessary to adjust the number of LED modules at the time of manufacturing a billboard lighting, the present invention is very easy to increase or decrease the number of LED modules.

따라서, 본 발명은 고휘도, 저전력 LED 모듈의 구조를 콤팩트화 하여 사인을 비롯하여 실내,외 인테리어 등 광범위하게 적용이 가능하며, 고신뢰, 고효율, 저발열, 저전력 특성을 갖는 LED 모듈을 제공할 수 있는 유익한 발명이다.Therefore, the present invention can be widely applied to a wide range of interiors and exteriors, including signs, by compactizing the structure of a high brightness, low power LED module, and can provide an LED module having high reliability, high efficiency, low heat generation, and low power characteristics. Invention.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

2: 브리지 다이오드 3: 평활 캐패시터
4,5: 교류 또는 직류전원공급 배선 6a, 6b, 6c: LED 어레이
10: LED 모듈2: bridge diode 3: smoothing capacitor
4,5: AC or DC power supply wiring 6a, 6b, 6c: LED array
10: LED module

Claims

A bridge diode 2 for rectifying an AC voltage to a DC voltage is connected between both ends of the AC power source or the DC power source, and smoothing the DC voltage through the bridge diode at both ends of the output terminal of the bridge diode 2. In the LED module configured by connecting the capacitor 3 and a plurality of LED arrays 6a, 6b, 6c formed by connecting a plurality of LEDs in parallel,
The AC power supply or the DC power supply wiring (4, 5) is composed of a single line (1 strand), the LED module, characterized in that the use of a current limiting resistor.

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