KR101325929B1 - 칠판용 led 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칠판용 LED 조명장치에 관한 것으로,
보다 상세하게는 칠판 상단부에 구비되어 칠판에 빛을 조사하는 칠판용 조명장치에 있어서, 본체하우징에 구비된 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동하는 고정브라켓을 통해 칠판 상단부 또는 칠판이 설치된 장소의 천정 등에 조명장치의 설치를 쉽게 할 수 있으며, 주변 밝기에 따라 LED 램프의 조도를 자유롭게 조절할 수 있는 칠판용 LED 조명장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는 하측 개구부를 갖고, LED 광원이 내장되는 본체하우징; 상기 개구부를 덮는 투광커버; 및 상기 본체하우징에 구비되는 설치수단;을 포함하여 이루어지되,
상기 설치수단은 상기 본체하우징의 상측 일면에 구비된 한 쌍의 가이드레일과, 상기 가이드레일에 슬라이딩 결합하여 가이드레일을 따라 위치조절이 가능하고, 설치공을 구비한 고정브라켓을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

칠판용 LED 조명장치{LED LAMP FOR BOARD}

본 발명은 칠판용 LED 조명장치에 관한 것으로,

보다 상세하게는 칠판 상단부에 구비되어 칠판에 빛을 조사하는 칠판용 조명장치에 있어서, 본체하우징에 구비된 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동하는 고정브라켓 통해 칠판 상단부 또는 칠판이 설치된 장소의 천정 등에 조명장치의 설치를 쉽게 할 수 있으며, 주변 밝기에 따라 LED 램프의 조도를 자유롭게 조절할 수 있는 칠판용 LED 조명장치에 관한 것이다.

조명기구의 광원은 백열등과 형광등을 거쳐 최근에는 LED가 사용되고 있다.

LED는 조도는 높으면서도 소비전력은 적고, 반영구적인 수명을 갖고, 친환경적, 감성적 조명 등의 다양한 장점을 가져, 최근 조명기구의 광원으로 대세를 형성하고 있다.

그래서 최근에 LED 조명등이 가정, 강의실, 사무실, 공장 및 지하주차장 등에 많이 활용되고 사용되고 있다.

그 중 강의실 등에 설치된 칠판을 포함하는 전시장, 매장 또는 주방 등에도 LED 램프를 활용한 조명장치가 널리 사용되고 있다.

이러한 칠판용 조명장치에 관한 종래 기술로는 등록실용신안 제20-0259290호(2001.12.18.)가 있는데,

상기 고안은 칠판용 조명등기구에 관한 것으로서, 특히 천정벽면에 고정되며 그 정면 중앙에 지지볼트가 일체로 돌설된 고정판과, 상기 고정판의 양측에 각각 걸려서 고정되는 좌우 한쌍의 고정볼트와, 상기 지지볼트와 좌우 한쌍의 고정볼트만이 외부로 돌출되도록 상기 고정판을 커버하는 커버부재와, 상기 지지볼트에 체결되는 지지봉과, 상기 좌우 한쌍의 고정볼트에 각각 체결되어 고정판과 커버부재를 결합하는 좌우 한쌍의 고정너트와, 상하 회동각도가 제한되도록 상기 지지봉의 일측면에 조절볼트에 의해 고정되는 연결부재와, 상기 연결부재의 일측단과 조명등케이스를 고정하는 다수의 밀착볼트로 구성되어 있으므로, 조명등기구의 조사각도를 혼자서도 간편, 정확하게 임의조절할 수 있도록 하여 조사각의 조절시 불편함과 번거로움을 없앰과 동시에 시간과 인력 낭비를 없앨 수 있는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 고안은 칠판용 조명등기구가 천정벽면에 고정 설치되어야 하기 때문에 등기구 설치가 매우 번거롭고, 램프 등의 고장이 발생할 경우 고장을 수리하기 위하여 여러 볼트 등을 일일이 해제하여 등기구를 분리해야하므로 작업 시간이 오래 걸리는 등의 문제점이 있으며, 사용 환경에 따라 등기구의 위치를 조절할 수 없는 단점이 있다.

나아가, 조명장치를 칠판에 설치하여 빛을 조사할 경우, 설치된 장소의 주변 조도 즉, 주변 밝기에 따라 조명등기구의 조도를 조절하여 칠판에 판서된 내용이 사용자에게 최적의 상태로 보이도록 하는 것이 바람직한데,

상기 고안에 따른 조명등기구를 칠판에 설치될 경우, 사용 시간 등에 따라 조도를 조절할 필요가 있을 때, 단순히 조명등기구의 조사각을 조절하여 사용하거나, 또는 복수개의 조명등기구를 켜거나 끄는 것만으로 조도를 조절할 수밖에 없어 주변 환경에 대응하여 최적의 조도를 선택할 수 없는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

광원이 내장되는 본체하우징의 설치 및 분리를 쉽게 행할 수 있도록 본체하우징에 구비된 가이드레일에 슬라이딩 결합되는 고정브라켓을 구비한 칠판용 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 LED 광원을 제어하는 피씨비의 유지 보수 또는 교체가 용이하도록 상기 본체하우징에 구비된 가이드레일 사이에 피씨비가 장착되는 피씨비장착부를 구비하며, 피씨비장착부에 이물질이 투입되지 않도록 상기 고정브라켓이 상기 피씨비장착부를 덮도록 구성된 칠판용 LED 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 LED 광원의 상용전원 연결이 손쉽게 이루어지도록 상기 고정브라켓에 전원 케이블이 통과될 수 있는 통과공이 구비된 칠판용 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 설치 장소의 주변 밝기에 상관없이 칠판의 내용을 정확히 알아볼 수 있도록 컨트롤러를 통해 LED 광원의 조도를 조절할 수 있으며, 더 나아가 LED 광원의 조도조절이 부드럽게 점진적으로 밝아지거나 어두워지도록 디밍(dimming)기능을 갖도록 하여 주변 밝기에 맞는 최적의 조도를 제공할 수 있는 칠판용 LED 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는

하측 개구부를 갖고, LED 광원이 내장되는 본체하우징;

상기 개구부를 덮는 투광커버; 및

상기 본체하우징에 구비되는 설치수단;을 포함하여 이루어지되,

상기 설치수단은

상기 본체하우징의 상측 일면에 구비된 한 쌍의 가이드레일과,

상기 가이드레일에 슬라이딩 결합하여 가이드레일을 따라 위치조절이 가능하고, 설치공을 구비한 고정브라켓을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치에서 상기 본체하우징은 상기 가이드레일 사이에 상기 LED 광원을 제어하는 피씨비가 내장되는 피씨비장착부를 포함하여 이루어져, 상기 피씨비장착부를 상기 고정브라켓이 덮도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치에서 상기 고정브라켓은 상용 전원 케이블이 통과하여 상기 피씨비에 접속 가능하도록 하는 통과공이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치에서 상기 피씨비와 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤러를 더 포함하고,

상기 피씨비는 상기 컨트롤러의 조작에 따라 상기 LED 광원의 조도를 점진적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는 칠판의 상단이나 천정에 조명장치를 설치하기 위한 고정브라켓 본체하우징의 가이드레일에 슬라이딩 결합됨으로써, 조명장치의 설치 및 고장 발생 시 본체하우징의 분리가 매우 쉽게 이루어져 유지 보수에 따른 시간과 인력 낭비를 줄일 수 있다.

또 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는 상기 가이드레일 사이에 형성된 피씨비장착부에 LED 광원을 제어하는 피씨비가 내장되어 상기 고정브라켓에 의하여 덮여지므로 피씨비에 이물질이 침투하여 고장을 유발하는 것을 방지하며,

고장 발생 시 본체 본체하우징만을 분리하여 피씨비를 수리 또는 교체할 수 있으므로 매우 편리하다.

또한 본 발명에 다른 칠판용 LED 조명장치는 상기 고정브라켓에 전원 케이블이 통과될 수 있는 통과공을 구비하여 배선 정리에 용이하며, 나아가 조명장치 전체가 매우 콤팩트한 구조로 이루어지므로 제조 단가를 저감시킬 수 있고, 제조가 매우 쉽다.

또 본 발명은 컨트롤러를 통해 LED 광원의 조도를 점진적으로 조절할 수 있도록 함으로써, 주변 밝기에 상관없이 칠판의 내용을 정확히 알아볼 수 있도록 최적의 조도를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치를 측면에서 바라본 측면도 및 요부 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치의 구성요소인 피씨비의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치의 구성요소인 피씨비의 구체적인 회로도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명을 설명함에 있어, 강의실 등에 구비된 칠판 상단에 설치되는 조명장치를 대표하여 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로써, 본 발명은 칠판 상단뿐만 아니라, 전시장의 그림 상단, 마트와 같은 매장, 주방 등 벽면에 구비되는 모든 대상체에 빛을 조사하여 시야를 밝히거나, 대상체의 느낌이나 분위기 등을 연출하는 수단으로써 본 발명의 조명장치가 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 칠판용 LED 조명장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는

하측 개구부를 갖고, LED 광원이 내장되는 본체하우징(1);

상기 개구부를 덮는 투광커버(3); 및

상기 본체하우징(1)에 구비되는 설치수단;을 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치의 측면도이다.

본 발명의 조명장치에서 빛을 발광하는 광원은 형광등, PL등, LED등 등 통상적인 조명장치에서 사용되어지는 모든 광원으로 이루어질 수 있으나,

조도가 높으면서도, 소비전력은 적고, 친환경적, 감성적 조명 등의 장점을 갖는 LED 광원을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 LED 광원은 전류로 발광하는 주입형 일렉트로 루미네이선스의 발광현상을 이용하는 것으로써, 통상적으로 사용되는 모든 형태의 엘이디 광원이 사용될 수 있다.

상기 엘이디 광원은 하나의 일자 형상으로 형성되거나, 복수개의 광원이 다열 배열되는 형상을 갖는 등 다양한 형태로 구현될 수 있고, 이는 본 발명의 본질적이 특징과는 관련성이 적으므로, 도면 및 상세한 설명을 생략한다.

상기 본체하우징(1)은 칠판의 상단에 구비되는 설치부 또는 천정에 고정되는 상면과 상기 상면의 후방 단부에서 하향 절곡 형성되는 뒷면으로 구성되고,

상기 상면과 상기 뒷면 사이에 형성되는 수용부에 LED 광원이 내장되어 상면과 뒷면 사이의 개구부를 투광커버(3)가 결합되어 칠판을 향하여 대각선 방향으로 빛이 조사된다.

상기 LED 광원은 상기 상면 또는 하면 또는 양면 모두에 설치 가능하며, 나아가 상기 투광커버(3)의 대각선 조립방향과 평행하도록 상기 상면과 상기 하면 모두에 걸치도록 조립될 수 있다.

상기 투광커버(3)는 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, LED 광원으로부터 조사되는 빛을 칠판 전체에 분산시켜 조도를 일정하게 유지할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하고,

경우에 따라 상기 투광커버(3)는 생략될 수 있다.

상기 본체하우징(1)의 양측면은 측면캡(2)이 볼트부재 등을 통해 결합되어 LED 광원의 수용부를 밀폐시켜 이물질의 유입을 차단한다.

이어서 본 발명은 상기 본체하우징(1)의 상면을 칠판에 구비된 결합부 또는 천정 등에 설치하기 위한 설치수단으로써,

상기 설치수단은 상기 본체하우징(1)의 상측 일면에 구비된 한 쌍의 가이드레일(1A)과,

상기 가이드레일(1A)에 슬라이딩 결합하여 가이드레일(1A)을 따라 위치조절이 가능하고, 설치공(4a)을 구비한 고정브라켓(4)을 포함하여 이루어진다.

상기 가이드레일(1A)은 본체 본체하우징(1)의 길이방향을 따라 형성되어 상향 돌출되어 있으며, 가이드레일 각각의 상부 말단부에는 전, 후방을 향하여 절곡 형성된 걸림부(1a)가 구비된다.

그리고 상기 고정브라켓(4)은 천정 등에 고정, 설치되어 있는 고정부재에 결합되어 지지될 수 있도록,

설치공(4a)이 구비된 상측 받침부(4A)와, 이 받침부(4A)의 전후 단부에서 하향 절곡되어 말단부에 상기 걸림부(1a)에 걸려 지지되도록 하는 대응걸림부(4c)를 구비한 한 쌍의 지지부(4B)로 구성되며, 고정브라켓(4)의 양측면은 개구된 형태로 형성된다.

즉, 상기 걸림부(1a)와 상기 대응걸림부(4c)는 절곡된 각도가 상호 대칭되도록 이루어져 본체하우징(1)이 고정브라켓(4)에서 탈락되는 것을 방지한다.

상기 고정브라켓(4)은 볼트부재가 상기 설치공(4a) 하부에서 상부를 향하여 관통하여 칠판 상단의 설치부 또는 천정 등에 결합되어 고정된다.

그리고 상기 본체하우징(1)은 칠판 상단 등에 고정된 고정브라켓(4)의 측방향에서 상기 걸림부(1a)가 상기 대응걸림부(4c)에 슬라이딩 결합되어 설치가 완료된다.

따라서 본 발명은 비교적 가벼운 고정브라켓(4)을 칠판 상단 등에 먼저 고정시킨 후 LED 광원과 투광커버(3) 및 측면캡(2)이 조립된 본체하우징(1)을 고정브라켓(4)에 슬라이딩 결합시키는 것만으로 설치가 완료되므로 설치 작업이 매우 쉬우며,

나아가 조명장치에 고장 발생 시 본체하우징(1)만을 고정브라켓(4)에서 분리하여 고장 수리 또는 부품 교체 작업을 수행할 수 있으므로 조명장치의 유지, 보수에 따른 시간 및 인력 낭비를 방지할 수 있어 매우 편리하다.

이어서 본 발명에 따른 LED 조명장치는 LED 광원을 제어하는 피씨비가 장착되어야하는데, 이를 위하여 상기 본체하우징(1)의 무게중심부 중앙, 상기 한 쌍의 가이드레일(1A) 사이에는 피씨비장착부(1B)가 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 본체하우징(1)이 상기 가이드레일(1A)에 의하여 상기 고정브라켓(4)에 슬라이딩 이동이 가능하므로,

상기 피씨비장착부(1B)는 상기 고정브라켓(4)에 의하여 덮여지게 되어 피씨비장착부(1B)를 위한 별도의 커버가 필요하지 않으며,

종래 LED 조명장치와 같이, 상기 피씨비가 본체하우징(1)에 내장되지 않으므로, 피씨비의 발열이 자연적으로 냉각됨으로써 과열에 의한 부품 손상을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 피씨비에 전력을 공급하여 상기 LED 광원이 조사되도록 상용전원 케이블이 상기 피씨비에 접속하여야하는데,

이를 위하여 본 발명은 상기 피씨비에 상용전원 케이블이 접속할 수 있도록 상기 고정브라켓(4)의 받침부(4A)에 케이블이 통과될 수 있는 통과공(4b)이 구비된다.

상기 통과공(4b)을 통해 상용전원 케이블이 조명장치 내부로 수용되므로 배선 정리가 효율적으로 이루어져 조명장치 설치에 따른 미관을 해치지 않을 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 본체하우징(1)이 상기 고정브라켓(4)에 대하여 측방향으로 슬라이딩 결합되므로 상기 피씨비와 상기 상용전원케이블은 원터치 방식으로 상호 접속되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

이어서 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는 그 설치되는 장소의 특수성에 의하여 조도조절이 가능하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 통상적으로 칠판의 용도는 칠판에 판서되는 내용을 강의실 등에 앉아있는 모든 사람들에게 잘 보이도록 함으로써 정보 전달을 보조하는 역할을 갖는데,

강의 등 칠판 사용시간이 아침부터 저녁까지 매시간 다를 수밖에 없고, 날씨 변화, 창문을 통해 들어오는 햇빛 양의 변화, 강의실 내의 조명 밝기의 변화 등에 따라 칠판의 내용을 가장 잘 보일 수 있도록 하는 최적의 조도가 달라지므로 칠판용 LED 조명장치는 광원의 조도를 조절할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.

특히, 강의실에서 빔 프로젝트 등을 이용하여 칠판에 시청각자료를 영사하거나, 또는 다양한 배경색을 갖는 슬라이딩 교체 식 칠판 등을 사용하여 강의를 진행하는 등 첨단시대에 따른 강의 방법도 달라지면서,

다양한 환경 변화, 즉 사용 장소의 주변 밝기에 따라 칠판용 조명장치의 조도를 조절하여 칠판의 내용을 모든 사람들이 정확히 알아볼 수 있도록 하는 것이 중요하다.

그런데 종래 칠판용 조명장치는 이러한 밝기 변화에 대응하여 단순히 조사 각도를 조절하거나, 또는 칠판을 다라 다수의 조명장치가 설치된 상태에서 일부의 조명장치를 키거나 끄는 등의 방법만으로 조도를 조절할 수밖에 없어, 칠판의 내용이 모든 사람들에게 정확히 전달되지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기 피씨비와 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤러를 도입하고,

상기 컨트롤러의 조절스위치 조작에 따라 상기 LED 광원의 조도가 점진적으로 조절될 수 있도록 하는 디밍(dimming) 기능을 포함하여 이루어지도록 하였다.

본 발명에 따른 LED 조명장치의 디밍 기능 구현을 위하여, 본 발명에 따른 피씨비는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 EMI 필터(10), 정류부(20), 역률개선 PWM부(30), 트랜스(T1), 직류부(40), 피드백부(50), 구동전원공급부(60), 디밍제어부(70), 디밍인터페이스부(80) 등의 구성요소 대별된다.

도 4a를 보면 상용전원이 입력되는 입력측에는 상용전원으로 과전류가 입력되는 때에 이를 차단하여 피씨비를 보호하는 퓨즈(F1)와, 상용전원으로 순간적인 과전압 즉, 서지전압이 입력되는 때에 클램핑하여 이를 차단하여 피씨비를 보호하는 바리스터(MOV1)가 연결되어 있다.

상기 EMI 필터(10)는 상기 퓨즈(F1)와 바리스터(MOV1)의 출력측에 연결되어 입력되는 상용전원에 포함되어 있는 전도성 노이즈를 제거한다.

상기 EMI 필터(10)는 양측의 두 라인필터(LF1, LF2)와, 상기 두 라인필터(LF1, LF2)의 출력측에 각각 구비되는 캐패시터(C3, C10)와, 두 라인필터(LF1, LF2) 사이에 연결되는 캐패시터(C1, C2)들로 구성되고, 직렬 연결된 두 캐패시터(C1, C2)의 중간지점은 접지되어 상용전원의 포함된 전도성 노이즈를 접지로 흘려보내 제거한다.

상기 정류부(20)는 상기 EMI 필터(10)에서 출력되는 상용전원을 전파 정류하여 맥류전원으로 변환한다.

상기 정류부(20)는 브릿지다이오드(D1~D4)로 구성된다.

상기 트랜스(T1)는 상기 정류부(20)에서 출력되는 맥류전원을 변압변류하여 역률이 개선된 정격전원이 출력되도록 한다.

상기 역률개선 PWM부(30)는 역률을 개선하고 정격전원이 출력되도록 상기 트랜스(T1)의 스위칭을 제어한다.

상기 직류부(40)는 상기 트랜스(T1)의 2차측에 유기되는 출력전원을 직류화하여 부하인 LED(L)에 공급한다.

상기 직류부(40)는 트랜스(T1)의 출력전원을 정류하는 다이오드(D7, D8)와, 평활하여 직류화하는 캐패시터(C5)와, 턴온 및 턴오프시에 트랜스(T1) 2차측에 과전압이 유기되는 것을 제한하여 보호하는 스너버로서 저항(R20) 및 캐패시터(C18)를 포함한다.

그리고 상기 직류부(40)의 출력측에는 LED 부하로 공급되는 정격전원에서 노이즈를 제거하는 라인필터(LF3)가 구비된다.

그리고 상기 직류부(40)의 출력측에는 컨트롤러로부터 조도조절신호를 유선 또는 무선으로 수신하는 수신모듈(예; RS485, DALI, Zigbee, PIR센서, RF/IR 인터페이스 등)에 필요한 전원을 공급하는 레귤레이터(U2)와, 레귤레이터(U2)를 과전압으로부터 보호하는 제너다이오드(ZD3)가 연결되고, 레귤레이터(U2)에는 수신모듈을 접속시키는 컨넥터(CN4)가 연결된다.

그리고 상기 직류부(40)의 출력측에는 부하인 LED로 공급되는 전압을 센싱하는 전압센싱부로서 저항(R18)과, LED로 공급되는 전류를 센싱하는 전류센싱부로서 저항(R31)과, 디밍을 위한 기준전압을 제공하는 디밍전원부(90)가 연결된다.

상기 전압센싱부로서 저항(R18)은 1번단자를 통해 감지되는 전압을 상기 디밍제어부(70)에 제공하고, 상기 전류센싱부로서 저항(R31)은 감지되는 전류를 4번단자를 통해 상기 디밍제어부(70)에 제공하고, 상기 디밍전원부(90)는 디밍을 위한 기준전압을 5번단자와 5'번단자를 통해 각각 상기 디밍제어부(70)와 디밍인터페이스부(80)에 제공한다.

상기 디밍전원부(90)는 디밍을 위한 기준전압, 즉, LED의 조도를 변화시키는 조도조절신호의 범위의 최대 전압(예; 10볼트)을 제공한다. 예를 들어, 조도조절신호가 0~10 볼트의 범위를 가질 때 최대 전압인 10 볼트가 디밍을 위한 기준전압이 되어 디밍제어부(70)와 디밍인터페이스부(80)에 제공된다. 이 기준전압은 외부에서 조도조절신호가 기준전압 이상의 크기로 입력되더라도 디밍인터페이부(80)와 디밍제어부(70)가 입력받아 인식하는 조도조절신호가 다이오드(D201)에 의해서 10 볼트를 넘지 않도록 한다.

상기 디밍전원부(90)는 저항(R41, R42, R26)과 캐패시터(C26), 그리고 가변레귤레이터(U3)로 구성되어, 상기 직류부(40)에서 출력되는 전압을 사용자의 조작에 의해 임의 크기로 조절 가능한 정전압으로 변환하여 기준전압을 생성한다.

상기 디밍인터페이스부(80)는 외부에서 입력되는 조도조절신호가 디밍제어부(70)에 영향을 주지 않도록 하면서 조도조절신호를 디밍제어부(70)에 제공하고, 입력되는 조도조절신호가 최저기준치 이하인 때에는 소등신호를 디밍제어부(70)에 제공하여 소등이 되도록 한다.

도 4b를 참조하면, 상기 디밍인터페이스부(80)는 8번과 2'번 단자를 통해 조도조절신호를 입력받고, 5'번 단자를 통해 디밍을 위한 기준전압을 입력받고, 6'번 단자를 통해 구동전원을 입력받는다.

8번과 2'번 단자를 통해 입력된 조도조절신호는 버퍼(U201-A)의 비반전단자로 입력되어 버퍼링되는데, 이때 버퍼(U201-A)의 비반전단자에 연결되어 있는 페이드부(81)가 입력되는 조도조절신호를 반전시키고 또한 페이드(fade)시켜 버퍼링되도록 한다.

상기 페이드부(81)는 버퍼(U201-A)의 비반전단자에 연결되어 입력되는 조도조절신호가 반전되어 버퍼링되도록 하는 트랜지스터(전계효과트랜지스터 FET) (Q201)와, 상기 트랜지스터(Q201)의 게이트단에 연결되고 충방전에 따라 조도조절신호가 페이드되어 버퍼링되도록 하는 캐패시터(C203)를 포함한다.

도 4b의 디밍인터페이스부(80)의 회로도를 참조하여, 페이드부(81)에 의한 외부 조도조절신호의 반전과 페이드 과정을 설명하면 다음과 같다.

컨트롤러가 조명장치를 단순 온 시킨 때에는 조절스위치가 오픈된 상태로써 저항(R206)을 통해 조도조절신호로 강한 디밍전압(예; 10V)이 입력되고, 이때는 캐패시터(C203)가 디밍전압으로 만충되어 FET 트랜지스터(Q201)가 턴온 상태로 있고, 트랜지스터(Q201)의 턴온 상태에서는 5'번을 통해 입력되는 기준전압은 버퍼(U201-A)의 비반전단자 양측으로 연결되어 있는 두 저항(R208, R209)으로 전압분배되어 버퍼(U201-A)의 비반전단자에는 전압분배로 낮은 전압이 인가되어, 결론적으로 외부 조도조절신호로는 강한 디밍전압이 입력되었으나 버퍼(U201-A)의 비반전단자에는 전압분배로 낮은 전압이 인가되어 조도조절신호는 반전되고 버퍼링되어 LED 모듈은 최소 밝기로 된다.

그리고 사용자가 조도를 높이기 위해 컨트롤러를 조작하면 조절스위치는 온되어 외부 조도조절신호로 약한 디밍전압(예; 0V)이 입력되면, 캐패시터(C203)는 방전을 시작하여 FET 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압을 서서히 떨어트리고, 캐패시터(C203)의 계속된 방전으로 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압이 새췌레이션 전압에 도달된 이후부터 트랜지스터(Q201)가 턴오프 되는 시점까지는 트랜지스터(Q201)는 흐르는 전류가 선형적으로 변하는 저항영역에 있게 되고, 그에 따라 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압에서 턴오프되기까지 5'번을 통해 입력되는 기준전압은 버퍼(U201-A)의 비반전단자 양측으로 연결되어 있는 두 저항(R208, R209)과 트랜지스터(Q201)의 저항성분으로 전압분배되는데 트랜지스터(Q201)의 저항성분은 서서히 증가하여 이 구간에서는 버퍼(U201-A)의 비반전단자에 전압분배로 서서히 증가하는 전압이 인가되어, 결론적으로 외부 조도조절신호는 그 세기가 연속적으로 증가하면서 페이드-인되어 버퍼링된다. 그리고 트랜지스터(Q201)가 턴오프되면 기준전압은 모두 버퍼(U201-A)의 비반전단자에 인가되어 외부 조도조절신호는 이때부터 일정한 크기(예; 10볼트)로 버퍼링되어 최대 밝기가 된다.

그리고 컨트롤러의 조절스위치를 조작하여 온 상태에 있던 조절스위치가 오프가 되면, 위와는 반대로 작동되어, 캐패시터(C203)가 강한 디밍전압으로 충전이 되기 시작하고, 캐패시터(C203)의 충전에 따라 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압이 저항영역에 들어서면 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압이 서서히 증가되어 새춰레이션 전압에 도달되어 턴온되기 까지 버퍼(U201-A)의 비반전단자에 인가되는 전압은 연속적으로 감소하면서 조도조절신호는 페이드되어 버퍼링되고, 캐패시터(C203)의 충전에 따라 트랜지스터(Q201)의 게이트 전압이 서서히 증가되어 LED 모듈이 최소 밝기로 페이드-아웃된 이후에는 일정하게 유지된다.

버퍼(U201-A)에서 버퍼링된 조도조절신호는 4'번 단자를 통해 출력되고, 출력된 조도조절신호는 4번 단자를 통해 상기 디밍제어부(70)로 전달되고,

또한, 버퍼(U201-A)에서 버퍼링된 조도조절신호는 저항(R202)을 통해 비교기(U201-B)의 비반전단자로 입력되고,

비교기(U201-B)는 저항(R205)을 통해 5'번 단자를 통해 입력되는 기준전압을 전압분배하여 반전단자로 입력받고, 반전단자로 입력된 전압분배된 기준전압과 비반전단자로 입력된 버퍼링된 조도조절신호를 비교하여, 조도조절신호가 전압분배된 기준전압 보다 작을 때에 소등신호를 7'번 단자를 통해 출력하여 디밍제어부(70)에 전달한다. 예를 들어 5'번 단자를 통해 입력되는 기준전압이10V이고, 비교기에 전압분배된 기준전압이 1V 일 때, 버퍼에서 버퍼링된 조도조절신호가 1V 이하일 때에는 비교기는 비동작하고(즉, 로우(0V)를 출력하고), 1V 이상일 때에는 비교기는 동작하여 하이(12V)를 출력한다.

상기 디밍제어부(70)는 상기 전압센싱부(R18)가 감지하는 전압과 상기 전류센싱부(R31)가 감지하는 전류를 상기 디밍인터페이스부(80)에서 입력되는 조도조절신호(소등신호 포함)와 비교하여, LED가 디밍이 조절되어 일정한 조도로 점등되도록 하는 디밍제어신호를 생성하고, 이를 상기 피드백부(50 ; P1)를 통해 역률개선 PWM부(30)로 전송한다.

도 4c를 참조하면, 상기 디밍제어부(70)는 1번 단자를 통해 전압센싱부의 저항(R18)이 감지하는 상기 직류부(40)의 출력 전압을 입력받고, 7번 단자를 통해 상기 디밍인터페이스부(80)의 7'번 단자가 출력하는 조도조절신호로서 소등신호를 입력받고, 4번 단자를 통해 전류센싱부의 저항(R31)이 감지한 전류를 입력받으며 동시에 상기 디밍인터페이스부(80)의 4'번 단자가 출력하는 조도조절신호를 입력받고, 5번 단자를 통해 디밍을 위한 기준전압을 입력받고, 6번 단자를 통해 구동에 필요한 구동전원을 입력받고, 3번 단자를 통해 디밍 조절에 필요한 디밍제어신호를 피드백부(50)의 포토커플러(P1)로 출력한다.

1번 단자로 입력되는 상기 직류부(40)의 출력 전압은 저항(R104)을 통해 IC(U101)로 입력되는데, 이때 7번 단자로 로우신호(0V; 0~10V의 범위를 갖는 조도조절신호에서 1V 이하의 조도조절신호가 입력되는 경우)가 입력되면 트랜지스터(Q101)는 턴오프 상태를 유지하여 상기 직류부(40)의 출력 전압이 저항(R104)을 통해 IC(U101)로 그대로 입력되고, 7번 단자로 하이신호(12V; 0~10V의 범위를 갖는 조도조절신호에서 1V 이상의 조도조절신호가 입력되는 경우)가 입력되면 트랜지스터(Q101)는 턴온되어 상기 직류부(40)의 출력 전압은 두 저항(R104, R105)의 합성저항을 통해 큰 폭으로 강압되어 IC(U101)로 입력되고, IC(U101)는 7번 단자의 하이신호로 전압이 큰 폭으로 강압되어 입력되면 LED를 점등시킬 수 있도록 상기 직류부(40)의 DC 전압을 높여서 출력한다.

상기 IC(U101)의 4번 단자로는 상기 전류센싱부의 저항(R31)이 감지하는 상기 직류부(40)의 출력 전류와 상기 디밍인터페이스부(0)의 4'번 단자가 출력하는 조도조절신호에 따른 전류가 함께 들어오는데, 상기 직류부(40)의 출력 전류는 상기 전류센싱부의 저항(R31)을 통해 큰 폭으로 감쇄되고, 조도조절신호에 따른 전류는 4'번 단자에 연결되는 저항(R201)을 통해 상대적으로 적게 감쇄되어 들어온다. 예를 들어, 상기 전류센싱부의 저항(R31)을 통해 큰 폭으로 감쇄된 직류부(40)의 출력 전류가 1의 크기라면, 4'번 단자에 연결되는 저항(R201)을 통해 상대적으로 적게 감쇄된 조도조절신호에 따른 전류는 10의 크기로, 상기 IC(U101)는 상대적으로 적은 직류부(40)의 출력 전류에 의한 영향은 무시할 수 있는 수준이 되어 상대적으로 큰 조도조절신호에 따른 전류에 의하여 디밍제어신호를 생성한다.

상기 피드백부(50)는 상기 직류부(40)가 출력하는, 즉 LED(L) 부하로 공급되는 전압과 전류, 그리고 디밍인터페이스부를 통해 입력되는 조도조절신호를 비교하여 생성되는 디밍제어부(70)의 디밍제어신호를 상기 역률개선 PWM부(30)의 제어부(U1)로 전송하여, 상기 제어부(U1)가 지속적이며 안정적인 정격전원(정전압 또는/및 정전류)이 LED 부하로 공급될 수 있도록 스위칭소자(Q1)의 스위칭을 제어하도록 한다.

상기 피드백부(50)는 입출력(즉, 입력측 발광소자와 출력측 수광소자)이 전기적으로 절연되어 신호의 전송이 안정된 포토커플러(P1)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 피드백부의 포토커플러(P1)는 상기 구동전원공급부(60)로부터 구동전원을 공급받고, 상기 디밍제어부(70)의 디밍제어신호에 의해 구동이 제어된다.

상기 구동전원공급부(60)는 상기 피드백부(50)의 포토커플러(P1), 상기 디밍제어부(70)의 IC(U101), 상기 디밍인터페이스부(80)의 버퍼(U201-A) 및 비교기(U201-B)에 구동전원을 공급한다.

상기 구동전원공급부(60)는 상기 트랜스(T2) 2차측에 자속 결합된 보조권선(t2)과, 상기 보조권선(t2)에 유기되는 전압을 정류하는 다이오드(D11)와, 정류된 전압을 정전압화하는 저항(R27, R4, R15), 캐패시터(C13, C16), 트랜지스터(Q2), 제너다이오드(ZD2)를 포함한다.

상기 구동전원공급부(60)에 정전압화된 구동전원은 저항(R32)을 통해 상기 포토커플러(P1)에 공급되고, 6번단자와 6'번단자를 통해 각각 상기 디밍제어부(70)의 IC(U101)와 디밍인터페이스부(80)의 버퍼(U201-A) 및 비교기(U201-B)에 공급된다.

따라서 본 발명에 따른 칠판용 LED 조명장치는 사용자가 컨트롤러를 통해 조명장치의 점등을 온 시킨 후 조절스위치의 조절을 통해 상기 피씨비를 제어하여LED의 조도를 부드럽고 점진적으로 조절 가능하여 주변 밝기에 최적화된 조도를 제공함으로써, 칠판의 내용을 보다 정확하게 전달할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 칠판용 LED 조명장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 본체하우징 1A : 가이드레일
2 : 측면캡 3 : 투광커버
4 : 고정브라켓
10 : EMI 필터 20 : 정류부
30 : 역률개선 PWM부 40 : 직류부
50 : 피드백부 60 : 구동전원공급부
70 : 디밍제어부 80 : 디밍인터페이스부
T1 : 트랜스

Claims (4)

1. 하측 개구부를 갖고, LED 광원이 내장되는 본체하우징(1);
   상기 개구부를 덮는 투광커버(3); 및
   상기 하우징(1)에 구비되는 설치수단;을 포함하여 이루어지되,
   상기 설치수단은
   상기 하우징(1)의 상측 일면에 구비된 한 쌍의 가이드레일(1A)과,
   상기 가이드레일(1A)에 슬라이딩 결합하여 가이드레일(1A)을 따라 위치조절이 가능하고, 설치공(4a)을 구비한 고정브라켓(4)을 포함하여 이루어지되,
   상기 본체하우징(1)은 상기 가이드레일(1A) 사이에 상기 LED 광원을 제어하는 피씨비가 내장되는 피씨비장착부(1B)를 포함하여 이루어지며,
   상기 피씨비는
   입력전원을 정류하는 정류부(20),
   상기 정류부(20)에서 출력되는 맥류전원을 변압하는 트랜스(T1),
   상기 트랜스(T1)의 출력전원을 직류화하여 LED에 공급하는 직류부(40),
   상기 트랜스(T1)의 스위칭을 PWM 방식으로 제어하여 LED에 정전류가 공급되도록 하며 역률을 개선하는 역률개선 PWM부(30),
   LED의 조도를 조절하기 위한 디밍제어신호를 상기 역률개선 PWM부(30)로 전송하는 디밍제어부(70),
   외부에서 입력되는 조도조절신호를 버퍼링하여 상기 디밍제어부(70)로 전달하는 디밍인터페이스부(80)를 포함하며,
   상기 디밍인터페이스부(80)는 외부에서 입력되는 조도조절신호가 연속적으로 증가 또는 감소되면서 버퍼링되도록 하는 페이드부(81)를 포함하고,
   상기 디밍인터페이스부(80)는 외부에서 입력되는 조도조절신호를 버퍼링하는 버퍼(U201-A)와, 상기 버퍼(U201-A)에서 버퍼링된 조도조절신호를 상기 디밍제어부(70)로 전달하는 저항(R201)을 포함하고,
   상기 디밍제어부(70)는 상기 저항(R201)이 출력하는 조도조절신호에 따른 전류와 상기 직류부(40)의 출력전류를 감지하는 저항(R31)이 출력하는 전류를 함께 입력받아 디밍제어신호를 생성하되, 상기 저항(R31)은 상기 직류부(40)의 출력전류를 감쇄시켜 상기 디밍제어부(70)에서 생성되는 디밍제어신호는 상기 저항(R201)이 출력하는 전류에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 칠판용 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피씨비장착부(1B)를 상기 고정브라켓(4)이 덮도록 구성되는 것을 특징으로 하는 칠판용 조명장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정브라켓(4)은 상용 전원 케이블이 통과하여 상기 피씨비에 접속 가능하도록 하는 통과공(4b)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 칠판용 조명장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 피씨비와 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤러를 더 포함하고,
   상기 피씨비는 상기 컨트롤러의 조작에 따라 상기 LED 광원의 조도를 점진적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 칠판용 조명장치.

Images