KR101469819B1 - 간판용 3구 led 모듈 - Google Patents

간판용 3구 led 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예는, LED(Light Emmitting Diode) 모듈을 이용한 조명 장치에 있어서, N 개의 LED 소자들이 장착된 제1 LED 모듈; 및 M 개의 LED 소자들이 장착된 제2 LED 모듈;을 포함하며, 상기 제1 LED 모듈에 장착된 상기 N 개의 LED 소자들 중 적어도 두 개는 공급되는 직류 전원으로부터 병렬 연결되고, 상기 제2 LED 모듈에 장착된 상기 M 개의 LED 소자들 중 적어도 두 개는 각각 상기 제1 LED 모듈에 장착된 상기 N 개의 LED 소자들 중 적어도 두 개와 직렬 연결될 수 있다.

Description

간판용 3구 LED 모듈{LIGHT EMMITTING DIODE MODULES FOR SIGNBOARD}
본 발명은 간판용 LED 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간판용 LED 모듈에 실장되는 복수의 LED 소자 각각을 복수개의 발광체로 구성하여 공급되는 전원에 병렬 연결되도록 하면서, 각 LED 소자의 각 발광체가 이웃하여 배치되는 LED 소자의 각 발광체와는 직렬 연결되도록 함으로써, 간판용 LED 모듈의 밝기 저하나 수명 단축 문제를 해소할 수 있도록 한 간판용 LED 모듈에 관한 것이다.
종전만 하더라도 간판에는 형광등 등의 조명수단이 갖춰졌으나 근자에 들어서는 가격 대비 효율이 우수한 LED 모듈(LED module)을 사용한다.
LED 모듈은 PCB 기판 상에 다수의 LED 소자를 실장하여 전원 공급 시 LED 소자들이 발광하도록 한 것이다. LED 소자의 개수에 따라 LED 모듈은 2구, 3구, 4구 등 다양하다.
널리 알려진 것처럼 LED 소자는 형광등이나 네온등에 비해 그 발광 효과가 대단히 뛰어난 것으로 알려져 있다.
따라서, 이러한 LED 모듈은 특정 업체 등을 광고하기 위한 간판과 실내, 외 인테리어의 조명 등을 구현하는 분야에서 활발하게 적용되고 있으며, 기술의 개발 또한 비약적으로 발전하고 있는 추세이다.
도 1은 기판 상에 3개의 LED 소자를 구비한 3구 LED 모듈의 회로도를 도시한 도면으로, LED 소자들(30, 40, 50)로 전류를 공급하기 위한 직류 전원(예컨대, DC 12V)은 브릿지 다이오드(10) 및 저항(20)을 거쳐 복수의 LED 소자들(30, 40, 50)로 공급된다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 LED 소자들(30, 40, 50)이 직렬로 연결될 경우, 적어도 하나의 LED 소자(예컨대, 제1 LED 소자(30))에 문제가 발생할 경우, 나머지 LED 소자들(예컨대, 제2 LED 소자(40) 및 제3 LED 소자(50))에도 정상적으로 전류가 공급되지 않아 모든 직렬 연결된 LED 소자들(103, 104, 105)이 발광하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 간판용 LED 모듈의 회로 구성을 개선함으로써, LED 모듈의 밝기 저하나 수명 단축 문제를 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 간판용 LED 모듈에 실장되는 복수의 LED 소자 각각을 복수개의 발광체로 구성하여 공급되는 전원에 병렬 연결되도록 하면서, 각 LED 소자의 각 발광체가 이웃하여 배치되는 LED 소자의 각 발광체와는 직렬 연결되도록 함으로써, 간판용 LED 모듈의 밝기 저하나 수명 단축 문제를 해소할 수 있도록 한 간판용 LED 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 N 개의 LED 발광체들이 장착된 제1 LED 소자; 및 M 개의 LED 발광체들이 장착된 제2 LED 소자를 포함하며, 상기 제1 LED 소자에 장착된 상기 N 개의 LED 발광체들 중 적어도 두 개는 공급되는 직류 전원으로부터 병렬 연결되고, 상기 제2 LED 소자에 장착된 상기 M 개의 LED 발광체들 중 적어도 두 개는 각각 상기 제1 LED 소자에 장착된 상기 N 개의 LED 발광체들 중 적어도 두 개와 직렬 연결되는, 간판용 LED 모듈에 의해 달성된다.
상기 N과 M은 동일한 수일 수 있다.
상기 제1 LED 소자가 적어도 3개의 LED 발광체를 포함하고, 상기 제2 LED 소자가 적어도 3개의 LED 발광체를 포함할 경우, 상기 제1 LED 소자의 제1 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제1 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제1 LED 소자의 제2 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제2 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제1 LED 소자의 제3 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제3 LED 발광체와 직렬 연결될 수 있다.
L 개의 LED 발광체들이 장착된 제3 LED 소자를 더 포함하며, 상기 제3 LED 소자에 장착된 상기 L 개의 LED 발광체들 중 적어도 두 개는 각각 상기 제2 LED 소자에 장착된 상기 M 개의 LED 발광체들 중 적어도 두 개와 직렬 연결될 수 있다.
또한 공급되는 전원을 전파 정류하는 브릿지 다이오드; 및 상기 브릿지 다이오드와 상기 제1 LED 모듈 사이에 연결되는 저항을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간판용 LED 모듈에 실장되는 복수의 LED 소자 각각을 복수개의 발광체로 구성하여 공급되는 전원에 병렬 연결되도록 하면서, 각 LED 소자의 각 발광체가 이웃하여 배치되는 LED 소자의 각 발광체와는 직렬 연결되도록 함으로써, 간판용 LED 모듈의 밝기 저하나 수명 단축 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 간판용 LED 모듈의 회로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 간판용 LED 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 간판용 LED 모듈의 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 간판용 LED 모듈이 케이스와 결합되는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.
본 발명은 간판용 LED 모듈에 관한 것으로, 복수의 LED 소자들을 포함하며, 하나의 LED 소자에 포함된 복수의 LED 발광체들 간에는 병렬 연결되도록 하고, 각 LED 소자의 LED 발광체들 각각은 이웃한 LED 소자의 LED 발광체들 각각과 직렬 연결되도록 구현함으로써 일부 LED 발광체에 문제가 발생할 경우에도 정상적인 발광이 가능할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간판용 LED 모듈을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 간판용 LED 모듈(110)은 PCB 기판(120) 상에 복수의 LED 소자(131, 132, 133)가 구비되고 있다. 도시된 실시예에서는 3개의 LED 소자(131, 132, 133)가 구비되도록 형성된다.
도 3은 도 2에 도시된 간판용 LED 모듈의 회로를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 간판용 LED 모듈은 브릿지 다이오드(101), 저항(102), 복수의 LED 소자들(131, 132, 133)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 브릿지 다이오드(101) 및 저항(102)은 복수의 LED 소자들(131, 132, 133)에 원하는 전압 또는 전류의 신호를 공급하기 위한 구성으로서, 다른 소자들로 대체되거나 생략될 수 있다.
각 LED 소자들(131, 132, 133)은 복수의 LED 발광체들(131a, 131b, 131c, 132a, 132b, 132c, 133a, 133b, 133c)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 LED 소자(131)에는 제1 LED 발광체(131a), 제2 LED 발광체(131b) 및 제3 LED 발광체(131c)가 포함될 수 있다. 마찬가지로, 제2 LED 소자(132)에는 제1 LED 발광체(132a), 제2 LED 발광체(132b) 및 제3 LED 발광체(132c)가 포함될 수 있으며, 제3 LED 소자(133)에는 제1 LED 발광체(133a), 제2 LED 발광체(133b) 및 제3 LED 발광체(133c)가 포함될 수 있다.
상기 3개의 LED 소자들(131, 132, 133)은 저항(102)과 접지 사이에서 순차적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 저항(102)을 통과한 12V 전원은 제1 LED 소자(131)에서 각 LED 발광체로 병렬 분배될 수 있다. 즉, 저항(102)은 제1 LED 소자(131)의 제1 LED 발광체(131a), 제2 LED 발광체(131b) 및 제3 LED 발광체(131c)와 병렬 연결될 수 있다.
상기 제1 LED 소자(131)와 상기 제2 LED 소자(132)는 각 LED 발광체 간에 직렬 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 LED 소자(131)의 제1 LED 발광체(131a)는 제2 LED 소자(132)의 제1 LED 발광체(132a)와 직렬 연결될 수 있고, 제1 LED 소자(131)의 제2 LED 발광체(131b)는 제2 LED 소자(132)의 제2 LED 발광체(132b)와 직렬 연결될 수 있고, 제1 LED 소자(131)의 제3 LED 발광체(131c)는 제2 LED 소자(132)의 제3 LED 발광체(132c)와 연결될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2 LED 소자(132)와 상기 제3 LED 소자(133)는 각 LED 발광체 간에 직렬 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 LED 소자(132)의 제1 LED 발광체(132a)는 제3 LED 소자(133)의 제1 LED 발광체(133a)와 직렬 연결될 수 있고, 제2 LED 소자(132)의 제2 LED 발광체(132b)는 제3 LED 소자(133)의 제2 LED 발광체(133b)와 직렬 연결될 수 있고, 제2 LED 소자(132)의 제3 LED 발광체(132c)는 제3 LED 소자(133)의 제3 LED 발광체(133c)와 직렬 연결될 수 있다.
한편, 도 3에서는 각 LED 소자(131, 132, 133)가 3개의 LED 발광체들을 포함하고 있는 것으로 도시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 LED 발광체들을 포함할 수도 있을 것이며, 또한, 도 3에서는 3개의 LED 소자(131, 132, 133)이 연결되는 것으로 도시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 LED 소자들이 연결되어 구성될 수도 있을 것이다.
도 3에 도시된 회로의 동작을 설명하면, 브릿지 다이오드(101) 및 저항(102)을 통과한 전류는 제1 LED 소자(131)의 각 LED 발광체들(131a, 131b, 131c)로 분배되어 흐르게 된다. 제1 LED 소자(131)의 각 LED 발광체들(131a, 131b, 131c)은 상기 분배되어 공급된 전류에 의해 발광하게 된다. 또한, 제1 LED 소자(131)의 각 LED 발광체들(131a, 131b, 131c)로 공급된 전류는, 상기 각 LED 발광체들(131a, 131b, 131c)에 각각 직렬 연결된 제2 LED 소자(132)의 LED 발광체들(132a, 132b, 132c)로 흐르게 된다. 이에 따라, 제2 LED 소자(132)의 각 LED 발광체들(132a, 132b, 132c)은 발광하게 된다. 마찬가지로, 제2 LED 소자(132)의 각 LED 발광체들(132a, 132b, 132c)로 공급된 전류는, 상기 각 LED 발광체들(132a, 132b, 132c)에 각각 연결된 제3 LED 소자(133)의 LED 발광체들(133a, 133b, 133c)로 흐르게 된다. 이에 따라, 상기 제3 LED 소자(133)의 각 LED 발광체들(133a, 133b, 133c)은 발광하게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따라 도시된 바와 같은 회로 구성을 할 경우, 특정 LED 소자의 특정 LED 발광체에 이상이 생길 경우에도 병렬 연결된 다른 LED 발광체를 발광시킴으로써 발광 기능을 제공할 수 있다.
예컨대, 제1 LED 소자(131)의 제1 LED 발광체(131a)에 문제가 발생할 경우, 제1 LED 발광체(131a)와 병렬 연결된 제2 LED 발광체(131b) 및 제3 LED 발광체(131c)로는 정상적으로 전류가 공급될 수 있으므로, 나머지 LED 소자들은 정상적으로 발광할 수가 있다.
실제적인 구현 예로서, 상기 각 LED 소자의 용량을 90mA로 설정하고, 각 LED 소자에 장착된 각 LED 발광체의 용량을 30mA로 설정하고, 상기 저항(102)을 통해 공급되는 전류가 60mA라 가정할 경우, 초기에는 각 LED 발광체에 20mA의 전류가 흐르겠지만, 상기와 같이 제1 LED 발광체(131a)에 이상이 발생하면, 나머지 제2 LED 발광체(131b) 및 제3 LED 발광체(131c)를 통해 각각 30mA의 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 3개의 LED 발광체 중 하나의 LED 발광체에 문제가 발생하더라도 개별 LED 발광체의 용량을 초과하지 않게 된다.
따라서 전체적인 LED 모듈의 밝기 저하를 방지하면서 LED 모듈의 수명도 향상시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기한 간판용 LED 모듈(110)이 케이스(140)에 결합되는 상태를 나타낸 도면이다. 케이스(140)에는 전선(L)이 하부를 관통하도록 형성되며, 케이스(140)의 내부로 간판용 LED 모듈(110)이 안착된다. 이때, 간판용 LED 모듈(110)의 케이스(140) 안착을 위해 스크루(150)가 이용되며, PCB 기판(120) 상에는 도전체(122)가 형성되며 스크루(150)가 도전체(122)를 관통하여 삽입되어 전선(L)에 연결된다.
이때, 도전체(122)는 스크루(150)가 관통 삽입될 수 있도록 기판(120) 상에 형성되는 스크루홀(121, 도 5 단면도 참조)이 차폐되도록 PCB 기판의 상부에 볼록하고 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 도전체(122)를 볼록하고 두껍게 형성되면, 스크루(150)가 들뜸 결합되는 경우에도 스크루 결합시 도전체(122)가 스크루홀(121) 및 케이스(140)의 스크루 조립홀(142)로 밀려 들어가면서, 스크루와 도전체 사이의 접점 영역을 넓혀 전류가 PCB 기판을 통해 LED 소자들(130)로 전달될 수 있어 접점 불량을 최소화시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
101 : 브릿지 다이오드 102 : 저항
131 : 제1 LED 소자 132 : 제2 LED 소자
133 : 제3 LED 소자

Claims (5)

  1. 3개의 LED 소자를 구비한 간판용 3구 LED 모듈에 있어서,
    제1 내지 제3 LED 발광체가 장착된 제1 LED 소자;
    제1 내지 제3 LED 발광체가 장착된 제2 LED 소자;
    제1 내지 제3 LED 발광체가 장착된 제3 LED 소자;
    공급되는 전원을 전파 정류하는 브릿지 다이오드;
    상기 브릿지 다이오드와 상기 제1 LED 소자 사이에 연결되는 저항; 및
    상기 제1 내지 제3 LED 소자가 실장되며, 케이스와의 조립을 위해 스크루가 삽입되는 스크루 홀이 형성되고, 상기 스크루 홀의 상단부 모두가 차폐되도록 상기 스크루 홀의 상단부에 볼록하게 도전체가 형성되는 PCB 기판을 포함하며,
    상기 제1 LED 소자의 제1 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제1 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제1 LED 소자의 제2 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제2 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제1 LED 소자의 제3 LED 발광체는 상기 제2 LED 소자의 제3 LED 발광체와 직렬 연결되며,
    상기 제2 LED 소자의 제1 LED 발광체는 상기 제3 LED 소자의 제1 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제2 LED 소자의 제2 LED 발광체는 상기 제3 LED 소자의 제2 LED 발광체와 직렬 연결되고, 상기 제2 LED 소자의 제3 LED 발광체는 상기 제3 LED 소자의 제3 LED 발광체와 직렬 연결되며,
    상기 제1 내지 제3 LED 소자는 상기 케이스 내의 전선으로부터 상기 스크루 및 상기 PCB 기판을 통해 인가되는 전류에 의해 발광되며,
    상기 스크루는 상기 도전체를 뚫고 상기 스크루 홀을 통해 상기 케이스에 조립되어 상기 PCB 기판의 상기 스크루 홀에 상기 도전체가 밀려 들어가 배치됨으로써 상기 스크루와 상기 도전체의 접점 면적이 증가되는 것을 특징으로 하는, 간판용 3구 LED 모듈.
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KR19990013337A (ko) * 1998-03-23 1999-02-25 민병효 발광다이오드를 이용한 전등회로

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