KR102063673B1 - 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치 - Google Patents

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Abstract

오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자는 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자로서, 오픈모드 보호소자는 일정간격으로 서로 이격되어 동일평면 상에 배치되는 한 쌍의 기판으로 이루어진 전류억제부; 한 쌍의 전류억제부 각각의 일측 면의 전극 상에 양단 전극이 각각 연결되어 과전압 또는 과전류를 바이패스시키는 보호부; 및 한 쌍의 전류억제부의 상측 및 보호부를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함한다. 여기서, 전류억제부는 보호부의 온도 또는 전류가 증가함에 따라 보호부의 전류를 감소시킨다.

Description

오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치{Protection device for open mode and electric apparatus with the same}
본 발명은 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보호소자의 이상 과열의 억제 기능과 높은 내압을 동시에 구현할 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치에 관한 것이다.
최근 전력 효율이 높고 제어가 용이한 LED를 이용한 조명장치가 보편화되고 있다. 특히, 디스플레이 장치의 백라이트, 자동차의 각종 램프, 디밍을 이용한 스마트 조명 등의 분야에서는 그 사용이 급증하고 있다.
이러한 LED 조명은 LED로 이루어진 부하에 일정한 전류를 제공하는 정전류 방식의 점등 회로를 구비한다. 여기서, 정전류원과 부하 사이에 ESD(ElectroStatic Discharge), EOS(Electrical over stress) 또는 서지(surge)가 유입되는 경우 회로를 보호하기 위해 보호소자가 구비된다.
이와 같은 정전류 방식의 전자장치에서, 전기적 충격에 의해 LED 중 어느 하나가 파손되어 부하가 오픈 상태로 되면, 정전류원의 전류는 모두 보호소자로 흐르며, 이때, 보호소자는 양단 전압이 지속적으로 상승하여 과열되며, 과도한 경우 발화되어 화재의 원인이 된다.
따라서, LED 부하에 대하여 ESD, EOS 또는 서지에 대한 보호기능과 함께 부하의 오픈모드에 따른 보호소자의 과열을 억제할 수 있는 기술의 개발이 절실한 실정이다.
아울러, 이러한 보호소자는 적용되는 애플리케이션에 따라 다양한 내압이 요구되며 특히, 높은 내압을 갖는 보호소자의 개발이 요구된다.
KR 1005199 B (2010.12.24 등록)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 전류억제기능을 분할 배치하여 부하의 오픈모드 동작에 따른 보호소자의 이상 과열의 억제 기능과 고압에서도 견디기 위한 높은 내압을 동시에 구현할 수 있는 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자를 제공한다. 상기 오픈모드 보호소자는 일정간격으로 서로 이격되어 동일평면 상에 배치되는 한 쌍의 기판으로 이루어진 전류억제부; 상기 한 쌍의 전류억제부 각각의 일측 면의 전극 상에 양단 전극이 각각 연결되어 과전압 또는 과전류를 바이패스시키는 보호부; 및 상기 한 쌍의 전류억제부의 상측 및 상기 보호부를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함한다. 여기서, 상기 전류억제부는 상기 보호부의 온도 또는 전류가 증가함에 따라 상기 보호부의 전류를 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 한 쌍의 전류억제부 사이의 공간부는 상기 몰딩부를 이루는 몰딩부재로 채워질 수 있다.
이때, 상기 몰딩부재는 에폭시로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전류억제부는 양면에 전극이 형성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전류억제부의 타측 면의 전극은 한 쌍의 외부전극을 이룰 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 외부전극 중 어느 하나는 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되고, 다른 하나는 상기 정전류원 및 상기 부하의 타측에 연결될 수 있다.
또한, 상기 전류억제부는 PTC(positive temperature coefficient) 재료 또는 PPTC(polymeric positive temperature coefficient) 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호부는 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), GDT(Gas discharge tube) 및 다이오드 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 보호부는 상기 한 쌍의 전류억제부의 상부에 적층 배치될 수 있다.
이때, 상기 보호부는 솔더를 통하여 상기 한 쌍의 전류억제부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전류억제부는 도전성 필러가 분산된 폴리머 층으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 도전성 필러는 카본블랙(carbon black) 재료로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 정전류원; 상기 정전류원에 의해 구동되는 LED로 이루어진 부하; 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측이 연결되는 접지단자; 및 상기 정전류원 및 상기 부하에 각각 병렬 연결되되, 일측이 상기 접지단자에 연결되는 상술한 바와 같은 오픈모드 보호소자;를 포함하는 전자장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 정전류원은 정전류 구동부 및 정전류 방식의 전원 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 본 발명은 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자를 제공한다. 상기 오픈모드 보호소자는 일정간격으로 서로 이격되어 동일평면 상에 배치되는 한 쌍의 PPTC 기판; 상기 한 쌍의 PPTC 기판 각각의 일측 면의 전극 상에 양단 전극이 각각 연결되는 바리스터; 상기 한 쌍의 PPTC 기판 중 어느 하나의 타측 면에 형성되어 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되는 제1외부전극; 상기 한 쌍의 PPTC 기판 중 다른 하나의 타측 면에 형성되어 상기 정전류원 및 상기 부하의 타측에 연결되는 제2외부전극; 및 상기 한 쌍의 PPTC 기판의 상측, 및 상기 바리스터를 덮고, 상기 한 쌍의 PPTC 기판 사이의 공간을 채우도록 형성되는 몰딩부를 포함한다.
본 발명에 의하면, PTC 소자 또는 PPTC 소자로 이루어진 전류억제부를 분리하여 배치함으로써, 보호소자의 이상 과열의 억제 기능과 높은 내압을 동시에 구현할 수 있으므로, 보호소자의 온도 또는 전류의 상승을 억제하고 따라서 이상 과열에 의한 보호소자 자체의 파손을 방지하면서도, 내압을 높이기 위해 재료의 두께를 증가시킬 필요가 없어 박형화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 보호소자 자체의 이상 과열을 억제함으로써, 인접한 회로부품의 손상을 방지할 뿐만 아니라 보호소자의 발화로 인한 화재를 미연에 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자의 단면도,
도 2는 도 1의 오픈모드 보호소자의 사시도,
도 3은 도 1의 오픈모드 보호소자의 적층 관계를 나타낸 분리사사도,
도 4는 도 1의 오픈모드 보호소자의 등가회로도,
도 5는 도 1의 오픈모드 보호소자의 온도특성을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자를 구비한 전자장치의 개략적 구성도,
도 7은 도 6의 전자장치에서 부하의 정상 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 8은 도 6의 전자장치에서 부하의 오픈모드 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전류억제부(110), 보호부(120) 및 몰딩부(130)를 포함한다.
오픈모드 보호소자(100)는 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되어 외부에서 유입되는 ESD, EOS 또는 서지 전류를 접지로 바이패스시킴으로써, 정전류원 및 부하를 포함하는 회로를 보호한다.
전류억제부(110)는 한 쌍의 기판으로 이루어진다. 여기서, 전류억제부(110)는 한 쌍이 동일평면 상에 배치되며, 일정 간격으로 서로 이격되어 배치된다. 이러한 한 쌍의 전류억제부(110)는 양면에 전극(112,114)이 형성될 수 있다.
이때, 한 쌍의 전류억제부(110)의 일측 면에 형성되는 전극(112)은 보호부(120)와 연결되고, 타측 면에 형성되는 전극(114)은 한 쌍의 외부전극을 이룰 수 있다. 일례로, 한 쌍의 전류억제부(110)의 상면 전극(112) 각각은 내부전극으로서, 보호부(120)와 각각 직렬 연결되며, 하면 전극(114) 각각은 외부전극으로서 정전류원 및 부하에 각각 연결된다.
즉, 어느 하나의 외부전극(114)은 정전류원의 일측과 부하의 일측이 연결된 지점에 연결되고, 다른 하나의 외부전극(114)은 정전류원의 타측과 부하의 타측이 연결된 지점에 연결될 수 있다. 이러한 외부전극(114)은 오픈모드 보호소자(100)의 하면 양측에 각각 배치될 수 있다. 이때, 정전류원과 부하가 연결된 지점 중 하나는 접지에 연결될 수 있다.
여기서, 전류억제부(110)는 그 두께에 따라 내압이 증가한다. 즉, 전류억제부(110)는 기재층(110a) 상면의 내부전극(112)과 기재층(110a) 하면의 외부전극(114) 사이의 간격이 증가할수록 내압이 증가한다. 따라서, 전류억제부(110)는 높은 내압을 요구하는 TV 등과 같은 디스플레이 장치의 백라이트(BLU)에 적용하기 위해서는 내부전극(112)과 외부전극(114) 사이의 간격을 크게 구성해야 되지만, 이는 오픈모드 보호소자(100)의 전체 두께의 증가를 초래한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)는 두께의 증가 없이 박형화를 구현하기 위해, 전류억제부(110)가 동일평면 상에 이격되어 배치된다. 즉, 한 쌍의 전류억제부(110)가 동일평면 상에 배치되기 때문에 두께의 증가를 억제하는 동시에, 보호부(120)를 중심으로 양측에서 전기적으로 직렬 배치되기 때문에, 전류 경로 상에서 두 개의 전류억제부(110)가 직렬로 배치되므로, 결과적으로 내압을 증가시킬 수 있다.
이러한 전류억제부(110)는 전기적으로 보호부(120)를 중심으로 양단에 직렬 연결되고, 보호부(120)의 온도 또는 전류를 감지한다. 이때, 보호 대상인 복수의 LED 중 어느 하나의 파손에 의해 부하가 오픈 상태로 되면, 정전류원에서 제공되는 전류가 모두 보호부(120)로 흐르면서 보호부(120)의 온도 또는 전류가 증가함에 따라 전류억제부(110)는 보호부(120)의 전류를 감소시킨다.
이때, 전류억제부(110)는 보호부(120)의 온도 상승에 따라 전류를 감소시키는 PPTC(polymeric positive temperature coefficient) 소자 및 PTC(positive temperature coefficient) 소자 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 전류억제부(110)는 PTC 재료 또는 PPTC 재료로 이루어질 수 있다.
일례로, 전류억제부(110)는 PPTC 소자인 경우, 도전성 필러가 분산된 폴리머 층을 포함할 수 있다. 즉, 전류억제부(110)는 기재층(110a)이 폴리머 층으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 도전성 필러는 카본블랙(carbon black) 재료로 이루어질 수 있다.
여기서, 내부전극(112) 및 외부전극(114)은 기재층(110a)에 Ni 또는 Cu 도금 처리된 것일 수 있다. 이때, Cu 표면의 접착성 향상을 위하여 Fe, Ni, Cr 및 Ag 중 어느 하나로 도금할 수 있다. 아울러, 패드로서 사용되는 외부전극(114)은 납땡성 향상을 위해, Ag, Pt, Sn, Cr, Al, Zn 및 Au 중 어느 하나에 의해 추가로 도금할 있다.
보호부(120)는 한 쌍의 전류억제부(110) 각각의 상면에 형성된 내부전극(112) 상에 양단 전극(122,124)이 각각 연결되어 과전압 또는 과전류를 바이패시킨다. 즉, 보호부(120)는 하나의 외부전극(114)을 통하여 유입되는 ESD, EOS 또는 서지에 의한 과전압 또는 과전류를 접지에 연결되는 다른 외부전극(114)으로 통과시킬 수 있다.
여기서, 이러한 보호부(120)는 기제작된 단일 부품일 수 있다. 일례로, 보호부(120)는 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), GDT(Gas discharge tube) 및 다이오드 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 특별히 한정되지 않고, 과전압 또는 과전류를 바이패스시킬 수 있는 소자를 포함할 수 있다.
이를 통해, 기존의 단일 부품을 한 쌍의 전류억제부(110)에 실장함으로써, 제조공정이 단순화될 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 제품에 맞추어 전류억제부(110)를 용이하게 설계 및 배치할 수 있다.
이러한 보호부(120)는 한 쌍의 전류억제부(110)의 상부에 적층 배치될 수 있다(도 3 참조). 이때, 보호부(120)는 솔더를 통하여 한 쌍의 전류억제부(110)의 내부전극(112) 상에 연결될 수 있다. 즉, 보호부(120)는 SMT 솔더링 공정을 통하여 한 쌍의 전류억제부(110)의 내부전극(112) 상에 실장될 수 있다.
아울러, 보호부(120)는 LED로 이루어진 부하의 오픈모드 동작시 정전류원의 일정한 전류를 외부전극(114)을 통하여 접지로 바이패스시킨다.
이러한 보호부(120)는 바리스터 물질층을 포함할 수 있다. 즉, 보호부(120)의 몸체(120a)는 바리스터 재료로 이루어질 수 있다.
다른 예로서, 몸체(120a)는 소체로 이루어질 수 있다. 여기서 소체는 ZnO, BaTiO3, 및 SrTiO3 중 하나 이상을 포함하고, Pr, Bi, Ni, Mn, Cr, Co, Sb, Nd, Si, Ca, La, Mg, Al, Ti Sn, Nb, 및 Y 중 적어도 하나를 도펀트로 포함할 수 있다.
몰딩부(130)는 한 쌍의 전류억제부(110) 및 보호부(120)를 보호하고, 단일소자로 패키징하기 위하여 한 쌍의 전류억제부(110)의 상측 및 보호부(120)를 덮도록 형성된다.
이러한 몰딩부(130)는 에폭시로 이루어진 몰딩부재로 형성될 수 있다. 이때, 몰딩부재는 한 쌍의 전류억제부(110)의 상측뿐만 아니라, 그 사이의 공간부(102)에 채워질 수 있다.
즉, 한 쌍의 전류억제부(110)가 이격 배치됨에 따라 형성되는 한 쌍의 전류억제부(110) 사이의 공간부(102)는 몰딩부(130)를 이루는 몰딩부재로 채워질 수 있다. 이때, 공간부(102)는 오픈모드 보호소자(100)의 외부를 둘러싸기 위한 몰딩시, 몰딩부재에 의해 채워질 수 있다(도 2 참조).
이를 통해, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전류억제부(110) 사이의 강도를 보완할 수 있다. 즉, 한 쌍의 전류억제부(110)는 서로 이격되어 배치되기 때문에, 전류억제부(110) 사이 또는 보호부(120)와의 사이에 결합 강도가 약화될 수 있음으로 공간부(102)를 몰딩부재로 채움으로써 결합 강도를 향상시킬 수 있다.
더욱이, 한 쌍의 전류억제부(110) 사이에서 보호부(120)의 노출을 방지함으로써, 보호부(120)를 외력으로부터 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 몰딩부(130)는 한 쌍의 전류억제부(110)의 상부를 덮도록 형성되기 때문에, 한 쌍의 전류억제부(110)의 측면이 노출되는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 전류억제부(110)의 측면을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
이때, 전류억제부(110)의 하면에 형성된 외부전극(114)은 측면보다 외부로 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
다른 예로서, 몰딩부(130)는 측면이 전류억제부(110)를 덮도록 하되, 전류억제부(110)의 하면까지 덮지 않고, 외부전극(114)이 노출되도록 외부전극(114)의 상측까지만 덮도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 제조 공정에서 위치 정밀도 및 절단 정밀도를 낮은 수준으로 유지 및 관리할 수 있으므로. 정밀도 향상을 위한 부가적인 노력이 필요없어 제조비용이 감축될 수 있다.
이와 같은 오픈모드 보호소자(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 바리스터와 같은 보호부(B)와 PPTC 소자 또는 PTC 소자와 같은 전류억제부(P)가 직렬 연결된 등가회로로 나타낼 수 있다. 이때, 전류억제부(P)는 보호부(B)의 양단에 분할배치될 수 있다.
즉, 오픈모드 보호소자(100)는 한 쌍의 외부단자에 한 쌍의 전류억제부(P)의 일단이 각각 연결되고, 한 쌍의 전류억제부(P)의 타단에 보호부(B)의 양단이 연결됨으로써 한 쌍의 전류억제부(P)와 하나의 보호부(P)가 외부단자에 대하여 직렬 연결될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 80℃ 내지 120℃의 상시 온도에서는 낮은 저항값을 갖는다. 즉, 오픈모드 보호소자(100)는 바리스터와 같은 보호소자로서 기능하여 정전기 또는 부하로 유입되는 ESD, EOS 또는 서지를 접지로 바이패스시켜 회로를 보호할 수 있다.
또한, LED로 이루어진 부하가 외부로부터 ESD, EOS 또는 서지에 의해 오픈되면, 오픈모드 보호소자(100)로 흐르는 전류 및 전압이 지속적으로 증가하여 보호부(120)가 과열된다. 즉, 부하의 전원이 정전류원이기 때문에 부하가 오픈된 경우, 정전류원에서 제공되는 일정한 크기의 전류는 모두 오픈모드 보호소자(100)로 흐른다. 이때, 정전류원의 실질적인 부하는 오픈모드 보호소자(100)이며, 이 경우 오픈모드 보호소자(100)에 정전류원으로부터 일정한 크기의 전류가 지속적으로 흐르기 때문에 전압이 무한대로 상승하는 조건이 된다.
예를 들면, 부하가 오픈상태인 경우, 실질적인 부하인 오픈모드 보호소자(100)의 양단 전압이 공급전원 수준(200~300V)까지 상승함에 따라 오픈모드 보호소자(100), 특히, 보호부(120)가 과열된다.
이때, 오픈모드 보호소자(100)가 150℃ 내지 200℃의 온도로 과열되면, 오픈모드 보호소자(100)는 전류억제부(110)의 저항이 급증하여 오픈모드 보호소자(100) 내에 흐르는 전류량을 감소시킴으로써, 보호부(120)의 양단 전압을 감소시켜 온도를 감소시킬 수 있으므로 발열을 억제할 수 있다. 이에 따라, 보호부(120)의 과열에 의한 자체 파손을 방지할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)는 정전류원 및 LED로 이루어진 부하를 갖는 전자장치에 부하를 보호하기 위해 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전자장치(1)는 정전류원(10), LED 부하(12) 및 오픈모드 보호소자(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 전자장치(1)는 LED를 부하로 갖는 장치로서, TV 등과 같은 디스플레이 장치의 백라이트(BLU), 자동차의 각종 램프, 및 디밍을 이용한 스마트 조명 중 어느 하나일 수 있다.
정전류원(10)은 일정한 크기의 전류를 LED 부하(12)로 공급할 수 있다. 이러한 정전류원(10)은 정전류 방식의 전원 및 정전류 구동부 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 정전류원(10)은 특별한 형태에 한정되지 않으며, 정전류 방식으로 전류를 공급하는 소스일 수 있고, 예를 들면, 전자장치(1)에 전원을 공급하는 전원이거나 LED 부하(12)를 구동하기 위한 구동부일 수 있다.
LED 부하(12)는 복수의 LED로 구성될 수 있다. 여기서, LED 부하(12)는 복수의 LED가 직렬로 연결될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일예로, LED 부하(12)는 복수의 LED가 직렬로 연결되고, 직렬 연결된 복수의 LED가 병렬로 연결될 수 있거나, 복수의 LED가 병렬로 연결되고, 병렬 연결된 복수의 LED가 직렬로 연결될 수 있다.
이러한 LED 부하(12)는 정전류원(10)으로부터 일정 크기의 전류가 공급되어 LED가 점등하면서 일정한 전압값을 가질 수 있다. 일례로, 정전류원(10)이 400㎃의 전류를 공급하고, LED 부하(12)가 10개의 LED로 이루어진 경우, 부하의 양단에 대략 25~30V의 전압이 출력될 수 있다.
여기서, 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 일측은 접지단자에 연결된다. 즉, 정전류원(10) 및 부하(12)의 음극 측은 접지 단자에 연결될 수 있다. 이러한 접지단자는 전자장치(1)의 회로기판에 형성되는 공통접지와 연결될 수 있다.
오픈모드 보호소자(100)는 정전류원(10) 및 LED 부하(12)에 각각 병렬 연결될 수 있다. 즉, 오픈모드 보호소자(100)는 그 일측이 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 일측과 연결되고, 그 타측이 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 타측과 연결될 수 있다. 이때, 오픈모드 보호소자(100)의 일측은 상기 접지단자에 연결될 수 있다.
이와 같이 전자장치(1)는 LED 부하(12)가 정상 동작 상태에서, 외부로부터 LED 부하(12)로 ESD, EOS 또는 서지가 유입되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 오픈모드 보호소자(100)로 ESD, EOS 또는 서지에 대응하는 전류(iESD)가 흐르고 결과적으로 접지단자로 바이패스시킴으로써, LED 부하(12)를 ESD, EOS 또는 서지로부터 보호할 수 있다.
즉, 오픈모드 보호소자(100)는 PPTC 소자 또는 PTC 소자와 같은 전류억제부(110)의 저항이 매우 작기 때문에 실질적으로 보호부(120)에 의해 바리스터와 같은 ESD, EOS 또는 서지에 대한 보호소자로서 기능한다.
한편, 외부에서 유입된 ESD, EOS 또는 서지에 대하여 보호부(120)가 충분한 보호기능을 갖지 못하면, LED 부하(12) 중 일부가 ESD, EOS 또는 서지에 의해 손상되어 LED 부하(12)가 오픈상태로 되는 경우가 종종 발생한다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 정전류원(10)의 전류(iopen)는 모두 오픈모드 보호소자(100)로 흐르게 된다.
이에 따라, 정전류원(10)이 지속적으로 일정한 전류를 공급하므로 오픈모드 보호소자(100) 내에 흐르는 전류가 증가하면서 전압도 크게 증가한다. 결과적으로, 오픈모드 보호소자(100)의 보호부(120)는 과전류 및 과전압에 의해 온도가 점진적으로 상승한다.
이때, 보호부(120)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면, 전류억제부(110)의 저항값이 크게 증가함으로, 보호부(120)에 흐르는 전류를 감소시킴으로써, 보호부(120)의 양단 전압을 감소시켜 온도 상승을 억제할 수 있다.
이에 따라, 오픈모드 보호소자(100)의 이상 과열을 억제함으로써, 오픈모드 보호소자(100)에 인접한 회로부품의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 인접 부품이 가연성이 물질로 이루어진 경우, 일례로, LED로부터 발광된 빛의 효율을 향상시키기 위해 LED의 전면에 백색 시트지가 배치되는 경우, 보호소자의 발화로 인한 화재를 미연에 예방할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 전자장치 10 : 정전류원
12 : LED 부하 100 : 오픈모드 보호소자
102 : 공간부 110 : 전류억제부
110a: 기재층 112 : 내부전극
114 : 외부전극 120 : 보호부
120a : 몸체 122,124 : 전극
130 : 몰딩부

Claims (15)

  1. 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자로서,
    일정간격으로 서로 이격되어 동일평면 상에 배치되는 한 쌍의 전류억제부;
    상기 한 쌍의 전류억제부 각각의 일측 면의 전극 상에 양단 전극이 각각 연결되어 과전압 또는 과전류를 바이패스시키는 보호부; 및
    상기 한 쌍의 전류억제부의 상측 및 상기 보호부를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함하고,
    상기 한 쌍의 전류억제부는 상기 보호부를 중심으로 양측에서 전기적으로 직렬 배치되며, 상기 보호부의 온도 또는 전류가 증가함에 따라 상기 보호부의 전류를 감소시키는 오픈모드 보호소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전류억제부 사이의 공간부는 상기 몰딩부를 이루는 몰딩부재로 채워지는 오픈모드 보호소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩부재는 에폭시로 이루어진 오픈모드 보호소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전류억제부는 양면에 전극이 형성되는 오픈모드 보호소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전류억제부의 타측 면의 전극은 한 쌍의 외부전극을 이루는 오픈모드 보호소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 외부전극 중 어느 하나는 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되고, 다른 하나는 상기 정전류원 및 상기 부하의 타측에 연결되는 오픈모드 보호소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전류억제부는 PTC(positive temperature coefficient) 재료 또는 PPTC(polymeric positive temperature coefficient) 재료로 이루어진 오픈모드 보호소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호부는 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), GDT(Gas discharge tube) 및 다이오드 중 어느 하나인 오픈모드 보호소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 한 쌍의 전류억제부의 상부에 적층 배치되는 오픈모드 보호소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호부는 솔더를 통하여 상기 한 쌍의 전류억제부에 연결되는 오픈모드 보호소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전류억제부는 도전성 필러가 분산된 폴리머 층으로 이루어지는 오픈모드 보호소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 필러는 카본블랙(carbon black) 재료로 이루어진 오픈모드 보호소자.
  13. 정전류원;
    상기 정전류원에 의해 구동되는 LED로 이루어진 부하;
    상기 정전류원 및 상기 부하의 일측이 연결되는 접지단자; 및
    상기 정전류원 및 상기 부하에 각각 병렬 연결되되, 일측이 상기 접지단자에 연결되는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 오픈모드 보호소자;를 포함하는 전자장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정전류원은 정전류 구동부 및 정전류 방식의 전원 중 어느 하나인 전자장치.
  15. 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자로서,
    일정간격으로 서로 이격되어 동일평면 상에 배치되는 한 쌍의 PPTC 기판;
    상기 한 쌍의 PPTC 기판 각각의 일측 면의 전극 상에 양단 전극이 각각 연결되는 바리스터;
    상기 한 쌍의 PPTC 기판 중 어느 하나의 타측 면에 형성되어 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되는 제1외부전극;
    상기 한 쌍의 PPTC 기판 중 다른 하나의 타측 면에 형성되어 상기 정전류원 및 상기 부하의 타측에 연결되는 제2외부전극; 및
    상기 한 쌍의 PPTC 기판의 상측, 및 상기 바리스터를 덮고, 상기 한 쌍의 PPTC 기판 사이의 공간을 채우도록 형성되는 몰딩부를 포함하고,
    상기 한 쌍의 PPTC 기판은 상기 바리스터를 중심으로 양측에서 전기적으로 직렬 배치되는 오픈모드 보호소자.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100572423B1 (ko) * 2004-02-17 2006-04-18 엘에스전선 주식회사 바리스터 기능을 갖는 ｐｔｃ 과전류 보호 소자
KR101005199B1 (ko) 2010-09-02 2010-12-31 (주)상지기술 엘이디 조명기구의 엘이디 부하 비정상상태 발생시 엘이디 보호장치
KR101222926B1 (ko) * 2011-03-31 2013-02-05 주식회사 아모텍 바리스터 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100246171A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Scale Timothy J LED Replacement Projector Light Source

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