KR101984433B1 - 엘이디 컨버터 장치 - Google Patents

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KR101984433B1
KR101984433B1 KR1020180127844A KR20180127844A KR101984433B1 KR 101984433 B1 KR101984433 B1 KR 101984433B1 KR 1020180127844 A KR1020180127844 A KR 1020180127844A KR 20180127844 A KR20180127844 A KR 20180127844A KR 101984433 B1 KR101984433 B1 KR 101984433B1
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김태우
서정준
전성열
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김태우
서정준
전성열
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Abstract

이 발명은, 컨버터 케이스의 외부면에는 결로방지 패드를 부착하고, 컨버터 케이스의 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층을 코팅함으로써 전기 사고의 발생 가능성을 낮출 수 있으며, 트랜스포머의 1차측에 전류를 감지하여 피드백을 시킴으로써 컨버터 회로부 구성을 단순화하여 제조비용을 절감시킬 수 있는, 엘이디 컨버터 장치에 관한 것으로서,
이 발명의 구성은, 외부면에는 결로방지 패드가 부착되어 있고 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층이 코팅되어 있는 컨버터 케이스와, 상기한 컨버터 케이스의 전후 양단에 설치되어 전선을 고정시키는 스토퍼부와, 상기한 컨버터 케이스의 내부에 설치되어 있으며 입력전압이나 부하의 변화에 관계없이 일정한 전류가 흐르도록 하는 컨버터 회로부를 포함하며, 상기한 결로방지 패드는, 사각형의 PET 필름층과, 상기한 PET 필름층의 상부에 형성되어 있는 알루미늄 박층과, 상기한 알루미늄 박층의 상부에 형성되어 있으며 특정 색상 또는 패턴이 인쇄되어 있는 인쇄층과, 상기한 PET 필름층의 하부에 형성되어 있으며 PET 필름층의 표면 평탄도를 높이기 위한 탄성층과, 상기한 탄성층의 하부에 형성되어 있으며 컨버터 케이스의 외부면에 자기점착 방식으로 부착되는 점착 부착층과, 상기한 점착 부착층의 하부에 부착되어 점착 부착층을 보호하며 점착 부착층이 컨버터 케이스의 외부면에 부착되는 경우에 점착 부착층으로부터 제거되는 이형필름층을 포함하여 이루어진다.

Description

엘이디 컨버터 장치{LED Converter}
이 발명은 엘이디 컨버터 장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 컨버터 케이스의 외부면에는 결로방지 패드를 부착하고, 컨버터 케이스의 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층을 코팅함으로써 전기 사고의 발생 가능성을 낮출 수 있으며, 트랜스포머의 1차측에 전류를 감지하여 피드백을 시킴으로써 컨버터 회로부 구성을 단순화하여 제조비용을 절감시킬 수 있는, 엘이디 컨버터 장치에 관한 것이다.
엘이디 조명등은 조명을 장시간 사용하는 경우에 전기료 절감효과가 크고, 조명의 색감을 소비자가 원하는 것으로 선택할 수 있다는 장점때문에 그 수요가 증가추세에 있다.
엘이디 조명등에 전원을 공급하기 위해서는, 입력전압이나 부하의 변화에 관계없이 일정한 전류가 흐르도록 하는 컨버터 회로부가 내장되어 있는 엘이디 컨버터 장치를 필요로 한다.
참고로, 엘이디 컨버터 장치에 관한 기술로서, 습기나 물기가 유입되는 방수 케이스 본체와 수납 뚜껑과 결합되는 부위에 실리콘 패킹체가 배치되고, 수납뚜껑의 케이블이 인입되는 부분에는 케이블 그랜드와 경화 에폭시를 충진시켜 방수가 완벽하게 가능하게 되어 방수로 실리콘의 충진이 필요가 없게 되어 실리콘 주입으로 인한 비용이 절감되며 설치도 간단하게 되어 작업성이 우수하고 케이블이 입인되는 부분의 방수도 간단한 구조로 실행이 가능하게 되고 고장난 부품이 있는 경우에도 용이하게 고장난 부품을 찾아내서 교환할 수가 있게 되어 유지관리가 편리하게 되는 기술이 등록실용신안공보 실용신안 등록번호 20-0468163(공고일자 2013년 07월 26일)의 "엘이디 램프용 컨버터의 방수 케이스"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 실용신안 등록번호 20-0468163를 포함한 종래의 엘이디 컨버터 장치는, 컨버터 케이스의 내부에서 열이 발생되고 있는 상태에서 컨버터 케이스의 외부의 온도가 상대적으로 차갑게 되면 컨버터 케이스의 내부 및 외부의 온도 차이로 인하여 결로가 발생하게 되는데 이에 대한 대책이 없어서 결로로 인한 전기 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
또한 종래의 엘이디 컨버터 장치는, 컨버터 회로부의 구성이 복잡하여 제조비용이 상대적으로 비싸지게 되는 문제점이 있다.
실용신안 등록번호 20-0468163
이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컨버터 케이스의 외부면에는 결로방지 패드를 부착하고, 컨버터 케이스의 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층을 코팅함으로써 전기 사고의 발생 가능성을 낮출 수 있는, 엘이디 컨버터 장치를 제공하는 데 있다.
이 발명의 다른 목적은, 트랜스포머의 1차측에 전류를 감지하여 피드백을 시킴으로써 컨버터 회로부 구성을 단순화하여 제조비용을 절감시킬 수 있는, 엘이디 컨버터 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 외부면에는 결로방지 패드가 부착되어 있고 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층이 코팅되어 있으며 컨버터 회로부가 내장되어 있는 컨버터 케이스와, 상기한 컨버터 케이스의 전후 양단에 설치되어 전선을 고정시키는 스토퍼부와, 상기한 컨버터 케이스의 내부에 설치되어 있으며 입력전압이나 부하의 변화에 관계없이 일정한 전류가 흐르도록 하는 컨버터 회로부를 포함하며, 상기한 결로방지 패드는, 사각형의 PET 필름층과, 상기한 PET 필름층의 상부에 형성되어 있는 알루미늄 박층과, 상기한 알루미늄 박층의 상부에 형성되어 있으며 특정 색상 또는 패턴이 인쇄되어 있는 인쇄층과, 상기한 PET 필름층의 하부에 형성되어 있으며 PET 필름층의 표면 평탄도를 높이기 위한 탄성층과, 상기한 탄성층의 하부에 형성되어 있으며 컨버터 케이스의 외부면에 자기점착 방식으로 부착되는 점착 부착층과, 상기한 점착 부착층의 하부에 부착되어 점착 부착층을 보호하며 점착 부착층이 컨버터 케이스의 외부면에 부착되는 경우에 점착 부착층으로부터 제거되는 이형필름층을 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 점착부착층은 부틸고무(Isobutylene rubber), 폴리부틸렌(Polybutylene), 석유수지(Petroleum resin), 난연제(Flame retardant)를 혼합하여 제조하며, 상기한 폴리부틸렌은 부틸고무 100 중량부를 기준으로 150~250 중량부, 상기한 석유수지는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 50~110 중량부, 상기한 난연제는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 100~300 중량부를 가지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 폴리에틸렌 기반 원료는 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20~23 중량부, 폴리우레탄 12~15 중량부, 중합체 1~3 중량부로 구성되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물은 전체 100 중량부에 대하여 발포제로서 Sodium bicarbonate(NaHCO3) 20~25 중량부를 배합함으로써 비중을 낮추고 절연성을 높이면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지는 0.10~0.15㎛의 미세공이 형성된 실리카 입자를 폴리올레핀계 수지와 함께 블랜딩시켜서 생성하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상용 교류전원에 포함되어 있는 저주파를 필터링하기 위한 EMC 필터부와, 상기한 EMC 필터부에 연결되어 있는 정류부와, 상기한 정류부에 연결되어 있는 인러시 전류 제한부와, 상기한 인러시 전류 제한부에 연결되어 있는 엘이디 구동부와, 상기한 엘이디 구동부에 연결되어 있는 과전압 보호부와, 상기한 엘이디 구동부에 연결되어 있는 트랜스포머와, 상기한 트랜스포머의 2차측에 연결되어 있는 정류평활부와, 상기한 정류평활부에 병렬로 연결되어 있는 RC 스너버를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 엘이디 구동부의 구성은, 인러시 전류 제한부에 연결되어 있는 기동저항부와, 인러시 전류 제한부와 트랜스포머의 사이에 연결되어 있는 RCD 스너버와, 상기한 트랜스포머의 1차측에 연결되어 있는 주전력 스위칭부와, 상기한 주전력 스위칭부에 연결되어 있는 1차 전류감지부와, 상기한 1차 전류감지부에 연결되어 있는 엘이디 드라이버와, 상기한 엘이디 드라이버와 트랜스포머의 1차측의 사이에 연결되어 있는 1차 피드백부와, 상기한 과전압 보호부와 상기한 엘이디 드라이버의 사이에 연결되어 있는 보조 전원부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 컨버터 케이스의 외부면에는 결로방지 패드를 부착하고, 컨버터 케이스의 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층을 코팅함으로써 전기 사고의 발생 가능성을 낮출 수 있으며, 트랜스포머의 1차측에 전류를 감지하여 피드백을 시킴으로써 컨버터 회로부 구성을 단순화하여 제조비용을 절감시킬 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 외형을 보여주는 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 케이스의 외부면에 부착되어 있는 결로방지 패드의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 스토퍼부의 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 회로부의 회로도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 정상동작시 출력 파형도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 과전압 인가시 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가되는 파형도이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 과전압 인가시출력 파형도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 균등물 내지 대체물들을 포함하는 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능하다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 이 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하며, "연결된다"거나 "접속된다"라는 표현은 직접적인 연결 또는 접속뿐만이 아니라 중간에 다른 구성요소를 매개로 하는 연결 또는 접속을 포함한다. 또한, "~부"라는 표현은 하드웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 소프트웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 하드웨어나 소프트웨어 양방을 이용하여 실현되는 유닛 등을 포함하며, 1개의 유닛은 1개 이상의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 외형을 보여주는 사시도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 구성은, 외부면에는 결로방지 패드가 부착되어 있고 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층이 코팅되어 있으며 컨버터 회로부가 내장되어 있는 컨버터 케이스(1)와, 상기한 컨버터 케이스(1)의 전후 양단에 설치되어 전선을 고정시키는 스토퍼부(2)와, 상기한 컨버터 케이스(1)의 내부에 설치되어 있으며 입력전압이나 부하의 변화에 관계없이 일정한 전류가 흐르도록 하는 컨버터 회로부(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 케이스의 외부면에 부착되어 있는 결로방지 패드의 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 케이스의 외부면에 부착되어 있는 결로방지 패드는, 사각형의 PET 필름층(11)과, 상기한 PET 필름층(11)의 상부에 형성되어 있는 알루미늄 박층(12)과, 상기한 알루미늄 박층(12)의 상부에 형성되어 있으며 특정 색상 또는 패턴이 인쇄되어 있는 인쇄층(13)과, 상기한 PET 필름층(11)의 하부에 형성되어 있으며 PET 필름층(11)의 표면 평탄도를 높이기 위한 탄성층(14)과, 상기한 탄성층(14)의 하부에 형성되어 있으며 컨버터 케이스(1)의 외부면에 자기점착 방식으로 부착되는 점착 부착층(15)과, 상기한 점착 부착층(15)의 하부에 부착되어 점착 부착층(15)을 보호하며 점착 부착층(15)이 컨버터 케이스(1)의 외부면에 부착되는 경우에 점착 부착층(15)으로부터 제거되는 이형필름층(16)을 포함하여 이루어진다.
상기한 PET 필름층(11)은 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 축합중합하여 얻어지는 포화 폴리에스터로서, 강성, 내열성, 내유성, 전기적 성질 등이 뛰어나고, 특성상 표면에 색상이나 패턴 인쇄가 가능하다. 상기한 PET 필름층(11)은 20~150㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직한데, 두께가 20㎛ 이하일 경우에는 결로방지 패드를 부착하는 과정에서 약간만 휘어지더라도 구겨짐과 같은 잔상이 남게 되고, 두께가 150㎛ 이상일 경우에는 PET 필름층(21)을 제조하는 과정에서 롤형태로 감을 때 표면에서 구겨짐이 발생된다. 참고적으로, PET 필름층(11)은 T 다이에서 토출되는 PET 원료를 여러개의 롤러를 거치면서 필름형태가 되고, 롤러를 거친 PET 필름을 롤 형태로 감아 보관 및 이송하게 되는데, 이때 제조되는 PET 필름의 두께가 150㎛ 이상일 경우 롤 형태로 감을 때 내직경이 작은 롤 부분에서 구겨짐 현상이 발생된다. 좀더 구체적으로 말하자면, 상기한 PET 필름층(11)은 T 다이에서 토출되는 PET 원료를 여러개의 롤러를 거치면서 필름 형태가 되고, 롤러를 거친 PET 필름을 롤형태로 감아 보관 및 이송하게 되는데, 이때 제조되는 PET 필름의 두께가 150㎛ 이상일 경우, 롤 형태로 감을 때 내직경이 작은 롤 부분에서 구겨짐 현상이 발생하게 된다.
상기한 알루미늄박층(12)은 외부에서 인가되는 열이 PET 필름층(11)으로 곧바로 전도되도록 하여 PET 필름층(11)에서 울거나 구겨짐이 발생되는 것을 방지함과 동시에, 상부측에 인쇄층(13)이 형성되도록 한다. 상기한 알루미늄박층(12)은 3~20㎛의 두께를 가진다. 알루미늄박층(12)의 두께가 3㎛ 이하이면 외부에서 인가되는 열이 PET 필름층(11)으로 대부분 전도되어 PET 필름층(11)을 손상시키게 되고, 20㎛ 이상일 경우에는 PET 필름층(11)의 가장자리에서 온도 및 습도의 급격한 변화가 발생될 때 PET 필름층(11)으로부터 분리가 되는 문제점이 있다.
상기한 인쇄층(13)은 알루미늄박층(12)에 특정 색상 또는 패턴이 형성된 것으로서, 수성은 물론 유성 잉크에도 도포가 용이한 아크릴 계열의 수지로 이루어진다. 상기한 인쇄층(13)은 결로방지 패드가 컨버터 케이스(1)의 외부면에 부착되기 때문에 시공후 깔끔하게 마감되도록 하는 인테리어 측면을 고려하기 위한 것이다.
상기한 탄성층(14)은 PET 필름층(11)의 표면 평탄도를 높이기 위한 것으로서, 섬유 조각이 열접착 또는 화학 약품에 의하여 엉키게 접합되어 펠트 형태로 구현된다. 상기한 탄성층(14)은 PET 필름층(11)의 표면 구겨짐을 방지하고, 그 자체로 공기를 함유하기 때문에 결로방지 패드의 단열성을 상승시키게 된다.
상기한 탄성층(14)은 2~3 데이나이의 폴리프로필렌(pp) 또는 폴리에스테르(PE) 재질의 다수의 장섬유가 열압착되어 펠트(felt) 형태로 구현된다. 상기한 탄성층(14)은 단위질량이 30~110g/㎡으로서, 단위질량이 30g/㎡ 이하일 경우에는 두께가 과도하게 얇아지게 되어 단열효과를 기대할 수가 없고, 단위질량이 110g/㎡ 이상일 경우에는 두께가 과도하게 두꺼워져 PET 필름층(21)의 표면 구겨짐을 방지할 수 없게 된다.
상기한 점착부착층(15)은 결로방지 패드를 별도의 접착제를 필요로 하지 않으면서 컨버터 케이스(1)의 외부면에 부착하기 위한 것으로서, 부틸고무(Isobutylene rubber), 폴리부틸렌(Polybutylene), 석유수지(Petroleum resin), 난연제(Flame retardant)를 혼합하여 구현한다. 즉, 폴리부틸렌은 부틸고무 100 중량부를 기준으로 150~250 중량부, 석유수지는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 50~110 중량부, 난연제는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 100~300 중량부를 가진다.
상기한 부틸고무는 기체와 수분에 대하여 낮은 투과성을 가지며, 천연고무나 스틸렌부타디엔 고무에 비하여 내공기 투과성은 7~8배 이상 우수하고, 내수분 투과성은 10배 이상의 특성을 갖는다.
상기한 폴리부틸렌은 액상의 형태로서 부틸고무와 혼합되어 자기 점착성 능력을 강화시킨다.
상기흔 석유유지는 액상의 점착부여제인 폴리부틸렌을 단독으로만 사용할 경우 내열성 및 점착성이 떨어지므로 이러한 내열성 및 점착성을 보완하기 위하여 첨가되는 고상 점착부여제이다.
상기한 난연제는 탄산칼슘으로서 대리석, 방해석, 선석, 석회석, 백악, 빙주석, 조개껍데기, 달걀껍데기, 산호 등을 사용하며, 점착부착층(25)의 내구성을 강화시킴과 동시에 난연성을 부여하게 된다.
상기한 점착부착층(15)은 0.7~3mm 범위의 두께로 형성되는데, 두께가 0.7mm 이하이면 너무 얇아서 견고하게 부착이 되지 않고, 두께가 3mm 이상이면 자체 무게로 인해 시간이 지남에 따라 결로방지 패드가 컨버터 케이스(1)로부터 탈락될 가능성이 있다.
또한, 상기한 컨버터 케이스(1)의 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층이 코팅되어 있는 구조로 이루어진다.
상기한 컨버터 케이스(1)의 내부면의 제1 절연층은 컨버터 케이스(1)가 전기적으로 절연되도록 하고, 상기한 컨버터 케이스(1)의 내부면의 제2 절연층은 컨버터 회로부로부터 발생되는 열이 냉각되도록 도와주면서 컨버터 케이스(1)가 전기적으로 절연되도록 한다.
상기한 컨버터 케이스(1)의 내부면에 제1 절연층 및 제2 절연층을 코팅하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 컨버터 케이스(1)의 내부면에 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층을 코팅한다.
상기한 폴리에틸렌 기반 원료는 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20~23 중량부, 폴리우레탄 12~15 중량부, 중합체 1~3 중량부로 구성되는 수지조성물을 활용할 수 있으며, 폴리에틸렌만을 사용한 수지에 비해 인장강도, 굴곡강도, 하중변형온도, 아이죠드 충격강도에서 향상된 성능을 나타낼 뿐만 아니라 조성재료 자체가 저렴하여 제조원가를 낮출 수가 있다.
상기한 중합체는 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 것으로, 폴리에틸렌 기반 원료에 포함되는 폴레우레탄 조성물은 폴리에틸렌 글리콘(PEG) 및 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG) 연질 세그먼트를 함유함으로써 초흡수성과 탄성의 이중 기능성을 나타내며, 중합체내의 공유 가교결합의 가역적 분해 때문에 부분적으로 열가공될 수 있다
상기한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물은 전체 100 중량부에 대하여 발포제로서 Sodium bicarbonate(NaHCO3) 20~25 중량부를 배합함으로써 비중을 낮추고 절연성을 높일 수가 있다. 상기한 발포제의 함량이 25 중량부를 초과하면 강성, 내열성, 표면 경도가 현저히 저하되어 절연제의 응용에 부적합하므로 바람직하지 않으며, 상기한 발포제의 함량이 20 중량부 미만이면 비중, 발포성, 성형성 충격특성이 저하되어 바람직하지 않다.
상기한 제1 절연층은 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 용융 압출법과 T-다이를 이용해서 성형하여 미연신 시트를 제조하고, 종방향과 횡방향으로 축차 또는 이축법으로 연신시킨 다음, 텐터에서 열고정하여 제조한 뒤에 어댑터 바디(12)의 내부면 및 외부면에 부착됨으로써 인장성능, 인열성능, 온도 의존성, 굴곡저항성능, 내움푹패임성능, 내피로성능 등의 물성을 향상시킬 수가 있다.
이 경우 종방향 연신시 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열방식 연신이 수행됨으로써 연신전후의 면적 비율이 1:3.5~5.2이 되도록 한다. 종방향 연신비가 5.2배를 초과하면 내열성은 좋아지지만 고온에서 필름의 수축율이 높아지고 가공성이 떨어진다. 종방향 연신비가 3.5배 미만이면 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 시트의 내열성이 떨어지고 고온에서 물성저하가 심하게 된다.
종방향 연신시 연신 오븐 내부의 온도는 125~150℃, 바람직하게는 140℃가 되도록 가열함으로써 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 늘린 상태로 연신이 수행되도록 하여 연신 효율을 극대화시키게 된다. 연신 오븐 내부의 온도가 150℃ 보다 높아지는 경우에는 분자의 자유도가 높아져서 분자의 배향이 잘 이루어지지 않아 배향도가 떨어지고 연신이 불균일해진다. 연신 오븐 내부의 온도가 125℃ 보다 낮아지는 경우에는 연신이 잘이루어지지 않을 뿐만 아니라 백화현상이 일어나며, 시트가 연신되지 못하고 끊어지는 현상이 일어난다.
또한 횡방향 연신시 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열방식 연신이 수행됨으로써 연신전후의 면적 비율이 1:7~9, 바람직하게는 1:8이 되도록 한다.
횡방향 연신비가 9배를 초과하면 내열성은 좋아지지만 파단이 심해져서 고온에서 수축율이 높아지고 가공성이 떨어진다. 횡방향 연신비가 7배 미만이면 종방향 연신시와 마찬가지로 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 시트의 내열성이 떨어지고 고온에서 물성저하가 심하게 된다.
종방향 연신시 연신 오븐 내부의 온도는 95~135℃, 바람직하게는 115℃가 되도록 가열함으로써 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 늘린 상태로 연신이 수행되도록 하여 연신 효율을 극대화시키게 된다. 연신 오븐 내부의 온도가 135℃ 보다 높아지는 경우에는 고분자 사슬의 이완 현상으로 인해서 배향도가 떨어지고 횡방향의 두께가 불균일해진다. 연신 오븐 내부의 온도가 95℃ 보다 낮아지는 경우에는 파단이 심해져서 공정이 불안정해진다.
시트의 치수 안정성 및 내열성을 더욱 높이기 위해서는 안정화 오븐을 이용하여 연신시의 내부 설정온도보다 높게 136~146℃의 범위에서 안정화를 위한 열고정을 실시하여 결정화도를 높일 수 있다.
이와 같은 열고정시 시트에 대한 수축을 방지하고 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 안정화시키기 위해 내부에 연신 오븐보다 더 높은 온도로 가열된 오일이 채워진 상부 이송 롤러와 하부 이송 롤러 사이로 시트를 통과시켜서 시트가 수축되는 것을 방지하게 된다.
열고정 온도가 146℃를 초과하면 결정핵의 성장에 의한 결정화도는 높아지지만 시트의 배행도가 감소하고 두께 편차가 증가하게 되므로 바람직하지 않다. 열고정 온도가 136℃ 미만이면 열고정 효과가 불충분하여 결정화도가 낮고 연신과정에서 형성된 잔류 응력이 충분히 이완되지 못해 열수축율이 높아지게 된다.
다음에, 컨버터 케이스(1)의 내부면에 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층을 코팅한다.
상기한 제2 절연층은 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 사용하며, 전도성 고분자 중합용 용액의 침적후 고온의 열처리를 수행하여 전도성 고분자의 중압과 절연지의 탄화(carbonization)가 동시에 진행되도록 함으로써 절연성을 향상시킬 수가 있다.
상기한 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지는 0.10~0.15㎛의 미세공이 형성된 실리카 입자를 폴리올레핀계 수지와 함께 블랜딩시켜서 생성한다.
상기한 폴리올레핀계 수지는 올레핀에 유래하는 단량체 단위를 함유하는 중합체를 가리키는데, 예를 들면 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 에틸렌-카르복시산 알케닐에스테르 공중합체 수지, 에틸렌-불포화 카르복시산 알킬에스테르 공중합체 수지, 폴리부텐계 수지, 폴리(4-메틸-펜텐)계 수지 등을 들 수 있다.
상기한 폴리에틸렌계 수지로서는 폴리에틸렌을 예로 들수 있으며, 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌(middle density polyethylene, MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌 등을 이용할 수 있다.
상기한 실리카 입자는 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 5~7 중량부로 블랜딩시키는데, 실리카 입자 내부에 냉매, 쿨리매쉬, 쿨링젤 등의 냉각매체가 포함된다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 스토퍼부의 구성도이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 스토퍼부(2)의 구성은, 전선(WB, WR)의 일부분을 감싸기 위한 케이싱(26)과, 전단에 볼트부가 형성되어 있으며 전선(WB, WR)이 삽입되어 있는 케이싱(26)이 관통 조립되는 스토퍼(21)와, 컨버터 케이스(1)와 고정결합되며 상기한 스토퍼(21)가 관통 조립되는 커버(23)와, 상기한 스토퍼(21)와 커버(23)의 사이에 조립되어 밀봉을 시키는 내측 오링(22)과, 상기한 커버(23)의 전방에 관통 돌출된 스토퍼(21)의 볼트부와 결합되어 조여줌으로써 스토퍼(21)의 내부의 전선(WB, WR)이 스토퍼(21)에 고정되도록 하는 너트(25)와, 상기한 너트(25)와 커버(23)의 사이에 조립되어 밀봉을 시키는 외측 오링(24)을 포함하여 이루어진다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 회로부의 회로도이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 컨버터 회로부의 구성은, 상용 교류전원에 포함되어 있는 저주파를 필터링하기 위한 EMC 필터부(31)와, 상기한 EMC 필터부(31)에 연결되어 있는 정류부(37)와, 상기한 정류부(37)에 연결되어 있는 인러시 전류 제한부(32)와, 상기한 인러시 전류 제한부(32)에 연결되어 있는 엘이디 구동부(34)와, 상기한 엘이디 구동부(34)에 연결되어 있는 과전압 보호부(38)와, 상기한 엘이디 구동부(34)에 연결되어 있는 트랜스포머(33)와, 상기한 트랜스포머(33)의 2차측에 연결되어 있는 정류평활부(36)와, 상기한 정류평활부(36)에 병렬로 연결되어 있는 RC 스너버(35)를 포함하여 이루어진다.
상기한 EMC 필터부(31)는, 바리스트(V1)와, 상기한 바리스터(V1)에 병렬로 연결되어 있는 한쌍의 직렬 저항(R1, R2)과, 상기한 한쌍의 직렬 저항(R1, R2)에 병렬로 연결되어 있는 커페시터(C1)와, 상기한 커패시터(C1)에 연결되어 있는 저주파 필터(LF1)와, 상기한 저주파 필터(LF1)에 병렬로 연결되어 있는 바리스터(V2)와, 상기한 바리스터(V2)에 병렬로 연결되어 있는 커패시터(C2)와, 상기한 저주파 필터(LF1)와 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C3)와, 상기한 바리스터(V2)와 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C3)를 포함하여 이루어진다.
상기한 정류부(37)는 다이오드 브리지로 이루어진다.
상기한 엘이디 구동부(34)의 구성은, 인러시 전류 제한부(32)에 연결되어 있는 기동저항부(342)와, 인러시 전류 제한부(32)와 트랜스포머(33)의 사이에 연결되어 있는 RCD 스너버(341)와, 상기한 트랜스포머(33)의 1차측에 연결되어 있는 주전력 스위칭부(346)와, 상기한 주전력 스위칭부(346)에 연결되어 있는 1차 전류감지부(347)와, 상기한 1차 전류감지부(347)에 연결되어 있는 엘이디 드라이버(U2)와, 상기한 엘이디 드라이버(U2)와 트랜스포머(33)의 1차측의 사이에 연결되어 있는 1차 피드백부(344)와, 상기한 과전압 보호부(38)와 상기한 엘이디 드라이버(U2)의 사이에 연결되어 있는 보조 전원부(343)를 포함하여 이루어진다.
상기한 기동저항부(342)는 인러시 전류 제한부(32)에 직렬로 연결되어 있는 3개의 저항으로 이루어진다.
상기한 RCD 스너버(341)는, 트랜스포머(33)의 1차측에 일단이 연결되어 있는 커패시터(C12)와, 상기한 커패시터(C12)에 병렬로 연결되어 있는 2개의 병렬 저항(R20A, R20B)과, 상기한 커패시터(C12)에 캐소드단이 연결되어 있는 다이오드(D3)를 포함하여 이루어진다.
상기한 주전력 스위칭부(346)는 MOSFET으로 이루어진다.
상기한 1차 전류감지부(347)는 주전력 스위칭부(346)와 접지의 사이에 병렬로 연결되어 있는 한쌍의 저항(R16, R17)과, 상기한 주전력 스위칭부(346)에 일단이 연결되어 있는 저항(R13)과, 상기한 저항(R13)의 타단에 일단이 연결되어 있는 저항(R14)과, 상기한 저항(R14)의 타단과 접지의 사이에 연결되어 있는 가변저항(VR1)과, 상기한 저항(R13)의 타단과 접지의 사이에 연결되어 있는 저항(R15)과, 상기한 저항(R13)의 타단과 엘이디 드라이버(U2)의 사이에 연결되어 있는 저항(R3)과, 상기한 저항(R3)의 타단과 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C11)를 포함하여 이루어진다.
상기한 엘이디 드라이버(U2)는 저전력 엘이디 컨버터에서의 성분을 최소화하기 위한 고급 일차측 레귤레이션(Primary-Side Regulation, PSR) 기술이 적용된 고집적 PWM 컨트롤러로서, 페어차일드 세미컨덕터(Fairchild Semiconductor)사의 FL7733AMX IC 칩을 사용한다.
상기한 1차 피드백부(344)는 트랜스포머(33)의 1차측에 일단이 연결되어 있는 저항(R10)과, 상기한 저항(R10)의 타단과 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C9)와, 상기한 커패시터(C9)에 병렬로 연결되어 있는 저항(R11)과, 엘이디 구동부(U2)와 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C10)를 포함하여 이루어진다.
상기한 보조 전원부(343)는 전원(+V)에 캐소드단이 연결되어 있는 다이오드(D1)와, 전원(+V)과 접지의 사이에 병렬로 연결되어 있는 한쌍의 커패시터(C7, C8)를 포함하여 이루어진다.
상기한 과전압 보호부(38)는 전원(+V)과 접지의 사이에 직렬로 연결되어 있는 5개의 분압 저항(R1, R2, R3, R4, R9)과, 전원(+V)에 직렬로 연결되어 있는 4개의 분압 저항(R5, R6, R7, R8)과, 상기한 분압 저항(R8)과 접지의 사이에 연결되어 있는 레귤레이터(U1)와, 상기한 레귤레이터(U1)에 병렬로 연결되어 있는 제너 다이오드(ZD1)와, 상기한 분압 저항(R4, R9)의 접속점과 상기한 분압 저항(R8) 및 레귤레이터(U1)의 접속점의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C1)와, 상기한 커패시터(C1)에 일단이 연결되어 있는 베이스 저항(R10)과, 상기한 베이스 저항(R10)의 타단에 베이스단이 연결되어 있으며 접지에 컬렉터단이 연결되어 있는 트랜지스터(Q1)와, 전원(+V)과 상기한 트랜지스터(Q1)의 에미터단의 사이에 연결되어 있는 3개의 병렬 저항(R11, R12, R13)을 포함하여 이루어진다.
상기한 정류평활부(36)는, 트랜스포머(33)의 2차측에 연결되어 있는 한쌍의 다이오드와, 상기한 다이오드의 캐소드단과 접지의 사이에 병렬로 연결되어 있는 한쌍의 커패시터(C5, C16)를 포함하여 이루어진다.
상기한 RC 스너버(35)는, 트랜스포머(33)의 2차측에 일단이 연결되어 있는 커패시터(C15)와, 상기한 커패시터(C15)의 타단에 연결되어 있는 2개의 병렬 저항(R21A, R21B)을 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 엘이디 컨버터 장치의 작용은 다음과 같다.
상용 교류전원이 인가되면 EMC 필터부(31)에 의해서 저주파가 걸러진 후 정류부(38)에 의해서 1차적으로 정류된다.
다음에, 인러시 전류 제한부(32)를 거쳐서 트랜스포머(33)로 인가된다. 도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 정상동작시 출력 파형도이다. 보여준다.
이와 같이 트랜스포머(33)로 인가된 전원은, 트랜스포터(33)에 의해서 변압이 된 후 정류 평활부(36)를 거치면서 2차적으로 정류 및 평활되어 직류로서 출력된다.
이 경우에, 엘이디 구동부(34)의 1차 전류 감지부(347)는 트랜스포머(33)의 1차측을 흐르는 전류를 감지하여 엘이디 드라이버(U2)로 입력하고, 엘이디 드라이버(U2)는 전력 팩터 보정을 하여 1차 피드백부(344)를 구동한다.
한편, AC 325V 이상의 과전압이 입력되면, 과전압 보호부(38)의 저항(R1, R2, R3, R4, R9)에 의해 분압된 전압이 레귤레이터(U1)를 도통시키면서 트랜지스터(Q1)가 턴온되도록 하여 엘이디 구동부(34)의 보조 전원부(343)의 전원(+V)이 접지로 흐르도록 함으로써 엘이디 드라이버(U2)의 동작전압을 강제로 동작 불능상태의 전압 이하로 끌어내려서 컨버터 전체의 동작을 정지시킨다. 도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 과전압 인가시 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가되는 파형을 보여주고 있고, 도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 컨버터 회로부의 과전압 인가시 출력 파형을 보여주고 있다.
상기한 과전압 보호부(38)의 제너 다이오드(ZD1)는 트랜지스터(Q1)가 파손될 수 있는 과입력을 방지하게 된다.
만약, AC 315V 이하의 전압이 입력되면, 과전압 보호부(37)의 트랜지스터(Q1)는 턴오프상태가 되고, 엘이디 드라이버(U2)의 동작전압이 정상적인 전원으로 자동 복귀하게 되면서, 컨버터가 동작을 재개하게 된다. 이때, 과전압 보호부(37)의 저항(R5, R6, R7, R8)과 레귤레이터(U1)는 트랜지스터(Q1)의 턴오프 상태를 유지하기 위한 전압을 공급하게 된다.
상기한 과전압 보호부(38)의 커페시터(C1)는 트랜지스터(Q1)의 보호 동작시점(325VAC)과 자동 복귀시점(315VAC)의 간격을 조정하는 역할을 하게 된다.
1 : 컨버터 케이스 2 : 스토퍼부
31 : EMC 필터부 32 : 인러시 전류 제한부
33 : 트랜스포머 34 : 엘이디 구동부
35 : RC 스너버 36 : 정류평활부
37 : 정류부 38 : 과전압 보호부

Claims (7)

  1. 외부면에는 결로방지 패드가 부착되어 있고 내부면에는 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용한 제1 절연층과, 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지를 이용한 제2 절연층으로 이루어지는 절연층이 코팅되어 있는 컨버터 케이스와,
    상기한 컨버터 케이스의 전후 양단에 설치되어 전선을 고정시키는 스토퍼부와,
    상기한 컨버터 케이스의 내부에 설치되어 있으며 입력전압이나 부하의 변화에 관계없이 일정한 전류가 흐르도록 하는 컨버터 회로부를 포함하며,
    상기한 결로방지 패드는,
    사각형의 PET 필름층과,
    상기한 PET 필름층의 상부에 형성되어 있는 알루미늄 박층과,
    상기한 알루미늄 박층의 상부에 형성되어 있으며 특정 색상 또는 패턴이 인쇄되어 있는 인쇄층과,
    상기한 PET 필름층의 하부에 형성되어 있으며 PET 필름층의 표면 평탄도를 높이기 위한 탄성층과,
    상기한 탄성층의 하부에 형성되어 있으며 컨버터 케이스의 외부면에 자기점착 방식으로 부착되는 점착 부착층과,
    상기한 점착 부착층의 하부에 부착되어 점착 부착층을 보호하며 점착 부착층이 컨버터 케이스의 외부면에 부착되는 경우에 점착 부착층으로부터 제거되는 이형필름층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 점착부착층은 부틸고무(Isobutylene rubber), 폴리부틸렌(Polybutylene), 석유수지(Petroleum resin), 난연제(Flame retardant)를 혼합하여 제조하며, 상기한 폴리부틸렌은 부틸고무 100 중량부를 기준으로 150~250 중량부, 상기한 석유수지는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 50~110 중량부, 상기한 난연제는 부틸고무 100 중량부를 기준으로 100~300 중량부를 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 폴리에틸렌 기반 원료는 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20~23 중량부, 폴리우레탄 12~15 중량부, 중합체 1~3 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물은 전체 100 중량부에 대하여 발포제로서 Sodium bicarbonate(NaHCO3) 20~25 중량부를 배합함으로써 비중을 낮추고 절연성을 높이는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 미세 다공성 폴리올레핀계 합성수지는 0.10~0.15㎛의 미세공이 형성된 실리카 입자를 폴리올레핀계 수지와 함께 블랜딩시켜서 생성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기한 컨버터 회로부는,
    상용 교류전원에 포함되어 있는 저주파를 필터링하기 위한 EMC 필터부와,
    상기한 EMC 필터부에 연결되어 있는 정류부와,
    상기한 정류부에 연결되어 있는 인러시 전류 제한부와,
    상기한 인러시 전류 제한부에 연결되어 있는 엘이디 구동부와,
    상기한 엘이디 구동부에 연결되어 있는 과전압 보호부와,
    상기한 엘이디 구동부에 연결되어 있는 트랜스포머와,
    상기한 트랜스포머의 2차측에 연결되어 있는 정류평활부와,
    상기한 정류평활부에 병렬로 연결되어 있는 RC 스너버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기한 엘이디 구동부는,
    인러시 전류 제한부에 연결되어 있는 기동저항부와,
    인러시 전류 제한부와 트랜스포머의 사이에 연결되어 있는 RCD 스너버와,
    상기한 트랜스포머의 1차측에 연결되어 있는 주전력 스위칭부와,
    상기한 주전력 스위칭부에 연결되어 있는 1차 전류감지부와,
    상기한 1차 전류감지부에 연결되어 있는 엘이디 드라이버와,
    상기한 엘이디 드라이버와 트랜스포머의 1차측의 사이에 연결되어 있는 1차 피드백부와,
    상기한 과전압 보호부와 상기한 엘이디 드라이버의 사이에 연결되어 있는 보조 전원부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 컨버터 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101147128B1 (ko) * 2011-10-12 2012-05-25 김필규 알루미늄층이 결합된 변색방지용 합지필름
KR200468163Y1 (ko) 2012-02-22 2013-07-26 (주)플로우테크 엘이디 램프용 컨버터의 방수 케이스
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KR20170017542A (ko) * 2015-08-07 2017-02-15 대상에스티 주식회사 전자파 차폐 필름
KR101871952B1 (ko) * 2018-02-13 2018-07-02 주식회사 아이비와이 탈기방수시트를 이용한 복합방수구조

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