KR101325635B1 - Led 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨버터를 구성하는 콘덴서를 포함한 수명이 짧은 부품들을 속결형으로 제작함으로써 고장이나 교체시 해당 부품만 교체함으로써 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치에 관한 것으로서, 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과, 상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과, 상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과, 상기 본체 케이스의 일면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하는 컨버터를 포함하여 구성되고, 상기 컨버터를 구성하는 다수의 콘덴서, 트렌스 및 다이오드가 지지 기판에 커넥터 방식으로 탈부착이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

LED 조명장치{led illumination lamp}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로, 특히 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실내 조명등으로는 거실등, 방등, 주방등, 화장실등이 있으며, 이들은 백열전구, 형광등을 사용하고 있다. 이외에 조명간판에 사용되는 광원으로도 형광등을 보편적으로 많이 사용하고 있다.

현재에는 필라멘트를 이용한 백열전구에서부터 형광체를 이용한 형광등 및 삼파장램프, 엘이디 조명등이 다양한 형태로 설치되어 조명산업에 발전을 거듭하고 있다.

한편, 상기한 삼파장 램프에 비해 현재에는 기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고, 거의 반영구적으로 사용할 수 있는 차세대 광원인 LED(Light Emittion Diode)가 서서히 그 빛을 발하고 있다.

상기 LED를 이용한 조명의 한계였던 휘도(밝기) 문제가 최근 크게 개선되면서 응용시장이 산업 전반으로 확산, 본격적인 엘이디 시대를 예고하고 있다.

저전력 소모량 등의 뛰어난 특성으로 이는 p형와 n형이 접합된 반도체 양쪽에 전극 단자를 만들고 단자간에 전압을 가하면 전류가 흘러 p-n접합 부근에서 빛을 방출하는 소자로서, 고휘도의 광도를 얻을 수 있는 단계까지 발전되어 왔다.

이런 LED 조명장치는 크게 SMD(Surface Mount Device)타입과 램프타입이 사용되고 있으며, 종래의 조명간판을 구성하는 광원으로도 사용되고 있다.

한편, 종래 기술에 의한 LED 조명장치는 다수의 LED 소자를 구동하기 위하여 본체 케이스의 후면에 컨버터를 장착하여 사용하고 있다.

즉, 상기 다수의 LED 소자는 전기적으로 배선되어 예정된 작업 전압으로 변환시키는 하나의 컨버터와 연결 설치되어 운영되고 있다.

종래 기술에 의한 LED 조명장치의 사용상에 있어, 보통 전원을 220V를 사용하고 있는 LED 소자는 하나의 컨버터에 의해 구동되고 있다.

그런데 상기 LED 소자는 수명이 약 50,000시간이지만, 상기 컨버터를 구성하는 부품(예를 들면, 콘덴서)들의 수명은 상기 LED 소자보다 짧은 약 20,000시간이다.

따라서 상기 컨버터에 이상이나 고장이 발생할 경우에는 상기 컨버터 전체를 교체함으로써 유지 관리비가 상승한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 컨버터를 구성하는 콘덴서를 포함한 수명이 짧은 부품들을 속결형으로 제작함으로써 고장이나 교체시 해당 부품만 교체함으로써 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 LED 조명장치는 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과, 상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과, 상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과, 상기 본체 케이스의 일면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하는 컨버터를 포함하여 구성되고, 상기 컨버터를 구성하는 다수의 콘덴서, 트렌스 및 다이오드가 지지 기판에 커넥터 방식으로 탈부착이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 LED 조명장치는 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 컨버터를 구성하는 콘덴서를 포함한 수명이 짧은 부품들을 속결형으로 제작함으로써 고장이나 교체시 해당 부품만 교체함으로써 유지 관리비를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 전면 사시도
도 2는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 후면 사시도
도 3은 도 1 및 도 2의 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도
도 4는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 구성하는 컨버터의 내부 구성 중 일부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도
도 5는 도 4의 컨버터를 분해한 구성도

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 전면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 후면 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1 및 도 2의 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

본 발명에 의한 LED 조명장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상부가 개구되고 내부 공간(111)을 갖는 본체 케이스(110)와, 상기 본체 케이스(110)의 저면에 다수개의 LED 소자(121)가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판(120)과, 상기 본체 케이스(110)의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자(121)에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판(130)과, 상기 광확산판(130)을 상기 본체 케이스(110)에 고정하기 위해 상기 광확산판(130)의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임(140)과, 상기 본체 케이스(110)의 배면에 구성되어 상기 LED 소자(121)에 전류를 변환하여 공급하는 컨버터(150)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 광확산판(130)과 본체 케이스(110)는 상기 고정 프레임(140)을 사용하여 고정하는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 본체 케이스(110)에 슬라이드홈을 구성하고, 상기 슬라이드홈에 상기 광확산판(130)을 슬라이딩하여 체결할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)는 방열 효과를 극대화시키기 위해 금속 재질로 이루어져 있다.

상기 본체 케이스(110)는 상부에 단턱면을 갖고, 상기 단턱면에 상기 광확산판(130)이 올려지고, 상기 광확산판(130)의 가장자리와 함께 상기 본체 케이스(110)의 둘레를 상기 고정 프레임(140)을 이용하여 고정하고 있다. 이때 상기 고정 프레임(140)을 이용하여 상기 광확산판(130)과 본체 케이스(110)를 고정하지 않고 별도의 고정부재(도시되지 않음)를 통해 고정할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)의 내부 표면은 Ag, Al₂O₃, TiO₂, Al, PET 등과 같이 반사효율이 우수한 재질로 백색 코팅이 되어 있고, 상기 본체 케이스(110)는 300㎜×300㎜, 300㎜×600㎜, 600㎜×600㎜ 등과 같이 다양한 사이즈로 제작할 수가 있다.

또한, 상기 본체 케이스(110)는 사각틀 형상 외에 원형, 타원 또는 다각형 등의 다양한 형태로 제작할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)의 내면 중 중심부는 평면 구조를 갖으면서 상기 중심부를 중심으로 양측은 소정의 경사를 갖는 경사면을 갖도록 형성하거나 수직한 형태로 제작할 수 있다.

한편, 일반적으로 방열 효과를 높이기 위해 금속 PCB 기판 또는 금속 재질의 케이스를 사용하고 있는데, 상기 본체 케이스(110)의 상부에 광확산판(130)이 덮여진 상태에서 고정 프레임(140)을 통해 고정되어 있기 때문에 밀폐 구조로 이루어져 상기 본체 케이스(110)의 내부에서 발생된 열이 효과적으로 방출되지 않아 LED 소자(121)의 수명을 떨어뜨리게 된다.

따라서 본 발명은 건물의 천장이나 벽면에 부착되는 LED 조명장치에서 본체 케이스(110)의 측면 및 배면을 관통하도록 루버 타입 구조를 갖는 복수개의 통기공을 형성하여 밀폐된 내부에서 발생된 열을 상기 통기공을 통해 외부로 신속하여 배출하여 방열 효과를 극대화시킬 수 있다.

상기 광확산판(130)의 표면에 코팅된 정전기 방지용 물질은 일반 냉장고의 외부 표면에 코팅된 물질과 동일한 재질로 이루어지는데, 상기 광확산판(130)의 표면저항을 감소시켜 정전기의 발생을 억제시키는 것으로서, 조명장치의 광속을 유지하여 광효율이 감소되지 않도록 무색 투명의 박막 코팅된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 PCB 기판(120)은 열방출을 용이하게 하기 위하여 금속 PCB 기판으로서, 상기 PCB 기판(120) 중 각 LED 소자(121)가 실장된 부분을 제외하고 표면 Ag, Al₂O₃, TiO₂, Al, PEN, PET 중에서 어느 하나를 사용하여 백색 코팅을 하거나 별도의 반사판을 부착하여 각 LED 소자(121) 발광시 광원을 반사시킬 수도 있다.

이때 상기 LED 소자(121)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 발광다이오드 중에서 적어도 하나 또는 다수의 발광다이오드를 혼합하여 사용할 수가 있다.

상기 고정 프레임(140)을 클립 구조로 형성하여 상기 광확산판(130)을 상기 본체 케이스(110)와 함께 고정할 수도 있다.

상기 광확산판(130)은 투명 재질로 이루어져 있는데, 이에 한정하지 않고 각 LED 소자(121)로부터 조사되는 광원의 투과량을 보정하기 위한 반투명부재로 이루어질 수 있다.

상기 컨버터(150)에 의하여 각 LED 소자(121)의 점등유지시간 설정이 정밀하게 설정되고, 페이드 인/아웃(Fade In/Out) 기능이 적용되어 초기 점등시 눈부심 현상이 최소화된다.

상기 컨버터(150)는 인체감지센서(도시되지 않음) 및 조도센서(도시되지 않음)로부터 인체감지신호 및 조도감지신호를 입력받아 상기 LED 소자(121)의 밝기 또는 색온도를 제어하여 환경에 따라 최적의 밝기를 갖도록 제어할 수 있고, 불필요한 전력 소모를 최소한으로 줄일 수가 있다.

뿐만 아니라 상기 컨버터(150)는 상기 각 LED 소자(121)가 발광하였을 때 빛을 감지하지 못할 정도인 약 10%로 색온도 또는 밝기를 제어함으로써 전력 소모를 한층더 줄일 수가 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 컨버터(150)가 상기 본체 케이스(110)의 배면에 구성되는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 컨버터(150)의 고정 수리를 보다 용이하게 하기 위해 상기 본체 케이스(110)의 일측면에 클립 체결 방식으로 체결되도록 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 구성하는 컨버터의 내부 구성 중 일부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 컨버터를 분해한 구성도이다.

본 발명에 의한 LED 조명장치에서 컨버터를 구성하는 부품들 중 상기 LED 소자(121)보다 수명이 짧은 부품 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, PCB 기판(151)에 실장되는 트렌스(152), 콘덴서(153), 다이오드(154)를 커넥터 방식의 탈착형으로 제작하여 부착한다.

상기 PCB 기판(151)의 일측과 타측은 AC입력 전원과 DC출력 전원이 인가되도록 전원 케이블(155)이 구성되어 있다.

여기서, 상기 트렌스(152)는 상기 전원 케이블(155)을 통해 입력되는 AC입력 전원을 승압시키는 역할을 하고, 상기 콘덴서(153)는 상기 PCB 기판(151)위의 입력단과 출력단에 각각 구성되어 상기 트렌스(152)로 입력되는 AC입력 전원과 상기 트렌스(152)를 통과한 DC출력 전원을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

상기 다이오드(154)는 상기 PCB 기판(151)위에 구성되고 전류가 한쪽 방향으로만 흐를 수 있도록 통제하는 역할을 한다.

따라서 상기 컨버터(150)를 구성하는 부품 중 상기 LED 소자(121)보다 수명이 짧은 트렌스(152), 콘덴서(153) 및 다이오드(154) 중 고장이 발생할 경우에는 종래에는 컨버터(150) 전체를 교체하였지만, 본 발명에서는 고장난 부품만을 교체하면 되기 때문에 유지 관리비를 줄일 수가 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 컨버터(150)의 부품들을 상기 PCB 기판(151)에 커넥터 방식으로 트렌스(152), 콘덴서(153), 다이오드(154)를 실장하는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 다른 실시예로 상기 컨버터(150)를 PC 본체와 같이 제작하고 그 내부에 LED 소자보다 수명이 짧은 부품들을 PCB 보드에 슬롯 방식으로 삽입하여 제작할 수도 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 컨버터(150)는 도면에 도시하지 않았지만, 컨버터 본체의 내부에 다수의 슬롯홈을 구성하고, 상기 슬롯홈에 대응되게 트렌스, 콘덴서, 다이오드 등의 부품들이 슬롯 방식으로 탈착이 가능하게 구성함으로써 고장이나 수리시 해당 부품만을 교체하면 되기 때문에 유지 관리비를 줄일 수가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

110 : 본체 케이스 111 : 내부공간
120 : PCB 기판 121 : LED 소자
130 : 광확산판 140 : 고정 프레임
150 : 컨버터

Claims (6)

1. 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와,
   상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과,
   상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과,
   상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과,
   상기 본체 케이스의 일면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하는 컨버터를 포함하여 구성되고,
   상기 컨버터를 구성하는 다수의 콘덴서, 트렌스 및 다이오드가 지지 기판에 커넥터 방식으로 탈부착이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체 케이스의 측면에 다수의 통기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 광확산판을 상기 본체 케이스의 상면에 슬라이딩 체결하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨버터는 상기 본체 케이스의 측면에 클립 체결 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 광확산판의 표면에 정전기 방지용 물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
6. 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와,
   상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과,
   상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과,
   상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과,
   상기 본체 케이스의 일면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하는 컨버터를 포함하여 구성되고,
   상기 컨버터의 내부에 일정한 간격으로 다수의 슬롯홈이 구성되고, 상기 각 슬롯홈에 콘덴서, 트렌스 및 다이오드가 슬롯 방식으로 탈부착이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
   
   
   
   

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