KR101522999B1 - 릴레이형 발광장치 - Google Patents

Abstract

여기에서는, AC 전원이 정상인 상태와 AC 전원에 이상이 발생했을 때 모두 발광 동작 할 수 있도록, AC 전원에 의해 동작되는 AC LED칩과 DC 전원에 의해 동작되는 DC LED칩을 모두 이용하는 릴레이형 발광장치가 개시된다. 개시된 릴레이형 발광장치는, AC 전원과 AC LED칩을 연결하는 제 1 전기회로와, DC 전원과 DC LED칩을 연결하는 제 2 전기회로와, 상기 AC LED칩 및 상기 DC LED칩이 함께 내장되는 패키지 부재와, 상기 제 1 및 제 2 전기회로 중 어느 하나만을 활성화하는 릴레이 스위치를 포함한다.

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Description

릴레이형 발광장치{RELAY TYPE LIGHT EMITTING APPARATUS}

본 발명은 LED칩을 이용하는 발광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, AC 전원과 DC 전원을 겸용으로 사용할 수 있는 릴레이형 발광장치에 관한 것이다

질화갈륨(GaN)계열의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 개발됨에 따라, LED 기술은 급격하게 발전하여 왔다. 현재, LED는 백라이트 조명, 일반 가정용 또는 사무실용 조명, 차량용 조명, 교통신호기 등의 조명 등 다양한 조명 분야에서 폭 넓게 이용되고 있다.

통상의 LED는 순방향 전류에 의해 동작하여 광을 방출하도록 구성되며, 따라서, 직류전원(이하, 'DC 전원'이라 함)을 필요로 한다. 반면, 위와 같은 LED, 즉, DC LED는 교류전원(이하, 'AC 전원'이라 함)에 직접 연결하여 사용할 경우, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하여, 그 결과 연속적으로 광을 방출하지 못하고, 역방향 전류에 의해 쉽게 파손된다.

위와 같은 DC LED의 문제점을 해결하여, 고전압의 AC 전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 LED칩이 사카이 등(SAKAI et. al.)에 의해 개발되었으며, 이러한 기술은 국재공개번호 WO2004/023568(A1)호에"LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT- EMITTING ELEMENTS"라는 제목으로 개시되어 있다.

위 문헌에 개시된 바에 따르면, LED들이 사파이어 기판과 같은 절연성 기판 상에 2차원적으로 직렬 연결되어 LED 어레이를 형성하되, 두개의 LED 어레이들이 사파이어 절연기판 상에서 역병렬로 연결되어 AC 전원에 의해 구동될 수 있는 단일칩의 발광소자, 즉, AC LED칩을 구성한다. 또한, 위 문헌에 개시된 것과 달리, 예를 들면, 브릿지 회로를 이용하는 등 다른 종류의 AC LED칩도 있다.

또한, AC LED칩을 리드단자들을 구비한 하우징 및/또는 봉지재로 패키지한 구조의 발광장치가 공지되어 있으며, 이러한 종래의 발광장치는 AC LED칩이 리드단자들을 통해 외부의 AC 전원에 연결된 구조를 갖는다. 종래의 발광장치는, 정전 등에 의해 AC 전원에 문제가 발생한 경우, 본연의 발광 동작을 할 수 없다는 점에서, 비상 상항에서의 대처 성능이 떨어진다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, AC 전원이 정상인 상태와 AC 전원에 이상이 발생했을 때 모두 발광 동작 할 수 있도록, AC 전원에 의해 동작되는 AC LED칩과 DC 전원에 의해 동작되는 DC LED칩을 모두 이용하는 릴레이형 발광장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, AC 전원과 AC LED칩을 연결하는 제 1 전기회로와, DC 전원과 DC LED칩을 연결하는 제 2 전기회로와, 상기 AC LED칩 및 상기 DC LED칩이 함께 내장되는 패키지 부재와, 상기 제 1 및 제 2 전기회로 중 어느 하나만을 활성화하는 릴레이 스위치를 포함하는 릴레이형 발광장치가 제공된다.

이때, 상기 DC 전원은 배터리이되, 바람직하게는, 상기 릴레이형 발광장치는, 상기 제 1 전기회로가 활성화된 상태에서, 상기 AC 전원으로부터 공급된 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함한다.

상기 DC 전원은, 상기 패키지 부재의 내부에 위치하거나, 상기 패키지 부재의 외부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 릴레이형 발광장치는, 상기 릴레이 스위치를 전자적으로 제어하는 전원제어부를 더 포함하며, 상기 전원제어부는, 활성화된 상기 제 1 전기회로에 이상 발생시, 상기 제 1 전기회로를 대신해 상기 제 2 전기회로를 활성화하도록 상기 릴레이 스위치를 제어한다.

본 발명에 따른 릴레이형 발광장치는, AC 전원이 정상 상태에서는 그 AC 전원을 이용하여, AC LED칩을 정상적으로 동작시키고, AC 전원에 문제가 발생한 경우에만, DC 전원을 이용하여,DC LED칩을 동작시킬 수 있으므로, 발광 동작의 안정성이 확보될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이형 발광장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 릴레이형 발광장치(100), 패키지 부재(10)와, 제 1 및 제 2 전기회로(20, 30) 등을 포함한다. 도 1에서는 패키지 부재(10)가 개략적인 박스의 형태로 표시되어 있으며, 이때, 박스 중앙에 보이는 원은 이하 자세히 설명될 AC LED(22)칩과 DC LED칩(32)을 수용하는 공간인 캐비티(11)를 나타낸다. 상기 캐비티(11) 내에는 상기 AC LED(22)칩과 DC LED칩(32)을 보호하기 위한 수지 재질의 봉지재가 몰딩 방식으로 형성되거나, 유리, 석영, 또는 투명 플라스틱 재질의 보호재 또는 렌즈가 윈도우 방식으로 설치될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 전기회로(20, 30) 각각은 패키지 부재(10)에 설치되는 리드프레임 또는 리드단자를 포함하는 전기 배선에 의해 한정되는 것으로, 도 2에서는, 도시 및 설명의 편의를 위해, 상기 리드프레임 또는 리드단자의 기구적인 구조를 구체적으로 나타내기 보다는, 리드프레임 또는 리드단자를 전기 배선의 일부인 라인(line)에 통합하여 표시하였음에 유의한다.

상기 제 1 전기회로(20)는 상기 패키지 부재(10) 외측에 있는 상기 AC 전원(21)과 상기 패키지 부재(10)에 내장된 AC LED칩(22)을 연결하도록 배치된다. 또 한, 상기 제 2 전기회로(20)는 DC 전원의 일부인 배터리(31)와 DC LED칩(32)을 연결하도록 배치된다. 이때, 상기 배터리(31)는 미리 전기가 축전된 배터리이거나 또는, AC 전원(21)에 의한 AC LED칩(22)의 발광 동작시, 상기 AC 전원(21)으로부터 전력이 축전되는 배터리일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 배터리(31)는 패키지 부재(10)의 비투광성 부분에 내장된 것이며, 이러한 구성은 패키지 부재(10)의 비투광성 부분의 공간을 활용한다는 점에서, 패키지 부재(10) 외측 공간의 활용성을 높여줄 수 있다.

한편, 상기 제 1 전기회로(20)와 상기 제 2 전기회로(30)가 배선에 의해 서로 만나는 부분에는 릴레이 스위치(50)가 설치된다. 상기 릴레이 스위치(50)는 사용자에 의해 수동으로 스위칭 조작되거나 또는 전자제어부에 의해 자동으로 스위칭 조작될 수 있는 것이다. 상기 릴레이 스위치(50)는, 상기 제 1 전기회로(20)의 전류 흐름을 끊고 제 2 전기회로(30)의 전류 흐름을 이어서, 상기 제 2 전기회로(30)만을 활성화시킬 수 있으며, 그 반대로, 상기 제 2 전기회로(30)의 전류 흐름을 끊고, 상기 제 1 전기회로(20)의 전류 흐름을 이어서, 상기 제 1 전기회로(20)만을 활성화시킬 수 있다.

상기 제 1 전기회로(20)의 활성화에 의해, 상기 제 1 전기회로(20) 상의 AC LED칩(22)은, 같은 제 1 전기회로(20) 상의 AC 전원(21)으로부터 AC 전압을 인가받아 발광 동작한다. 또한, 상기 제 2 전기회로(30)의 활성화에 의해, 상기 제 2 전기회로(30)의 DC LED칩(32)은, 같은 제 2 전기회로(30) 상의 배터리(31)로부터 DC 전압을 인가받아 발광 동작한다. 따라서, 예를 들면, 정전 등과 같은 AC 전원(21) 의 문제 발생시, 릴레이 스위치(50)에 의해, 상기 제 1 전기회로(20)를 비활성화 시키고, 상기 제 2 전기회로(30)를 활성화하는 것에 의해, 상기 발광장치(100)가 안정적이고, 지속적으로 발광 기능을 수행할 수 있게 해준다. 또한, AC 전원(21)이 정상상태로 복원되면, 상기 릴레이 스위치(50)에 의해 상기 제 1 전기회로(20)를 다시 활성화시킬 수 있다.

위에서는 배터리(31)가 패키지 부재(10)에 내장된 것으로 설명되었지만, 배터리(31)를 패키지 부재(10)의 외부에 제공하는 것도 고려될 수 있다. 이 경우, 패키지 부재(10) 외부의 공간 활용도가 떨어질 수 있지만, 배터리(31)의 장착, 교체 등이 용이하다는 이점이 있다. 앞서 간략히 언급된 바와 같이, 배터리(31)는 AC 전원(21)으로부터 공급되는 전기를 축전하여, AC 전원(21)에 문제가 있을 때, 축전된 전기를 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 발광장치를 블록 구성도로 도시한 도면으로서, 도 2에서는 편의를 위해 패키지 부재가 생략되었다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 릴레이 발광장치(100)는 DC 전원과 AC 전원을 전자적으로 제어하는 전원제어부(70)를 더 포함한다. 또한, DC 전원은, 배터리(31)와 함께, 상기 배터리(31)의 충전을 위한 충전부(312)를 더 포함한다. 상기 충전부(312)는 상기 전원제어부(70)의 제어하에 AC 전원(21)으로부터 공급된 전기를 상기 배터리(31)에 충전시키는 기능을 한다.

상기 전원제어부(70)는, 상기 AC 전원(21)과 상기 DC 전원으로부터 받은 신 호(점선으로 나타냄)를 기초로 하여, 릴레이 스위치(50)를 제어한다. 상기 릴레이 스위치(50)는, 상기 전원제어부(70)의 요청에 따라, AC 전원(21)과 AC LED칩(22)을 연결하는 제 1 전기회로(20)와, DC 전원의 배터리(31)와 DC LED칩(32)을 연결하는 제 2 전기회로(30) 중 어느 하나를 선택적으로 활성화한다(도 1 참조).

보다 구체적으로, 제 1 전기회로(20)가 활성화되어, AC LED칩(22)이 AC 전원(21)으로부터 전력을 공급받아 발광하는 중간에, 상기 AC 전원(21)에 문제가 발생하면, 상기 전원제어부(70)는, 상기 AC 전원(21)으로부터 받은 신호를 기초로 하여, 상기 릴레이 스위치(50)에 대해, 상기 제 1 전기회로(20)의 전류 흐름을 차단하고 상기 제 2 전기회로(30)를 활성화할 것을 명령한다. 상기 릴레이 스위치(50)는 그러한 명령에 따라, 상기 제 2 전기회로(30)를 활성화하며, 이에 의해, 상기 DC LED칩(32)은 DC 전원의 배터리(31)로부터 전력을 공급받아 발광 동작한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이형 발광장치를 설명하기 위한 구성도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이형 발광장치를 설명하기 위한 블록 구성도.

Claims (6)

1. AC LED 칩;

   DC LED 칩;

   AC 전원과 상기 AC LED칩을 연결하는 제 1 전기회로;

   DC 전원과 상기 DC LED칩을 연결하는 제 2 전기회로;

   상기 AC LED 칩 및 DC LED 칩이 함께 내장되는 캐비티가 형성된 패키지 부재;

   상기 제 1 및 제 2 전기회로 중 어느 하나를 선택적으로 활성화하는 릴레이 스위치;

   상기 패키지 부재의 비투과성 영역에 위치하고, 상기 DC LED칩과 연결된 배터리; 및

   상기 배터리에 전하를 충전시키는 충전부를 포함하고,

   상기 배터리는 상기 AC LED칩의 구동시에 전하가 충전되는 릴레이형 발광장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 DC 전원은 상기 패키지 부재의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 릴레이형 발광장치.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 릴레이 스위치를 전자적으로 제어하는 전원제어부를 더 포함하며, 상기 전원제어부는, 활성화된 상기 제 1 전기회로에 이상 발생시, 상기 제 1 전기회로를 대신해 상기 제 2 전기회로를 활성화하도록 상기 릴레이 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이형 발광장치.

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