KR102120877B1

KR102120877B1 - 안정기 호환형 발광다이오드 램프

Info

Publication number: KR102120877B1
Application number: KR1020180009543A
Authority: KR
Inventors: 이상길
Original assignee: 주식회사 아비스
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2020-06-09
Also published as: KR20190090619A; JP2019129156A

Abstract

본 발명과 관련된 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 적어도 하나의 발광다이오드를 갖는 광원부; 및 상기 광원부에 전원을 공급 및 제어할 수 있게 구성된 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 안정기를 갖는 램프기구의 제1교류전원에 연결되기 위한 제1전원연결부와, 상기 램프기구의 제2교류전원에 연결되기 위한 제2전원연결부를 갖는, 제1접속부; 상기 램프기구의 제3교류전원에 연결되기 위한 제3전원연결부와, 상기 램프기구의 제4교류전원에 연결되기 위한 제4전원연결부를 갖는, 제2접속부; 상기 제1접속부에 연결되며, 상기 제1접속부를 통하여 공급된 교류를 전파 정류(full wave rectification)시킬 수 있게 형성된 제1정류부; 상기 제2접속부에 연결되고, 상기 제2접속부를 통하여 공급된 교류를 반파 정류(half wave rectification)시킬 수 있게 형성되며, 상기 제1정류부와 전기적으로 합성되는, 제2정류부; 및 상기 제1정류부와 상기 제2정류부의 합성 전원을 상기 광원부에 공급할 수 있게 형성되며, 상기 광원부에 정격 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 정전류 제어부를 포함할 수 있다.

Description

안정기 호환형 발광다이오드 램프{LIGHT EMITTING DIODE LAMP COMPATIBLE WITH VARIOUS BALLAST STABILIZEER}

본 발명은 안정기 호환형 발광다이오드 램프에 관한 것이다.

발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 전계 발광 효과를 이용한 것으로, 출현된 후 다양한 분야로 응용되어 가고 있다. 조명 분야에도 그간 사용되어 왔던 백열등이나 형광등에 비해 낮은 소비전력과 긴 수명을 갖는 장점으로 인해 발광다이오드를 이용한 제품들이 이들을 점차 대체하여 가고 있다.

조명기구로서 형광등은 광을 만드는 특성상 안정기가 사용되는데, 안정기는 방전관에 높은 전압을 만들어주기도 하고 방전이 지속될 수 있도록 안정적인 전압을 제공하는 핵심부품이다. 형광등은 방식에 따라 스타터 및 자기식 안정기를 사용하는 것(글로우 방식)과, 전자식 안정기를 사용하는 방식이 있다. 그러나 기존의 형광등을 발광다이오드 램프로 교체하고자 하는 일반 사용자들은 보유하고 있는 형광등의 안정기가 어떠한 방식인지 또는, 발광다이오드 램프로 교체하기 위해 스타터를 제거해야 하는지 또는 알기 어렵거나 혼란스럽기도 하며, 부주의에 의해 제시된 매뉴얼에 맞추어 정확한 장착을 못하는 경우도 발생할 수 있다.

이와 같이, 형광등을 이용하는 다양한 상황 하에서, 기존의 형광등을 교체해야 하는 발광다이오드 램프 제조자의 입장에서는 안정기의 종류 또는 스타터의 유무에 따른 조건의 적용 없이도 안정적인 동작이 가능한 제품이 고려된다.

*관련 선행기술:

대한민국 공개특허 10-2012-0024164호(2012.03.14. 공개)

대한민국 등록특허 제10-1652241호(2016.08.31. 공고)

본 발명은 형광등에 사용되는 안정기의 종류 또는 스타터의 착탈 등과 관계없이 다양한 안정기에 연결하여도 안정적으로 동작할 수 있는 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 제시하는데 그 목적이 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 목적은, 안정기로부터 공급되는 전원의 단락 부위를 변화시켜 글로우 방식에 대하여도 전기 흐름이 원활하도록 하고, 정류방식을 변화시켜 발광다이오드 회로에 높은 전압이 유기되는 현상을 줄일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 목적은, 노후된 안정기의 경우에 발생될 수 있는 높은 유기전압에 대응하여 이를 차단할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 제1전원연결부 또는 상기 제2전원연결부 중 적어도 어느 하나에 연결되며, 정격 전압 또는 전류 이상시 회로를 차단할 수 있게 형성된, 제1피티씨(PTC) 소자를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제3전원연결부와 상기 제4전원연결부는 상호 단락(short)되게 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 제3전원연결부 및 상기 제4전원연결부에 연결되며, 정격 전압 또는 전류 이상시 회로를 차단할 수 있게 형성된, 제2피티씨(PTC) 소자를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1정류부는 상기 제1전원연결부 및 상기 제2전원연결부가 브릿지 방식으로 연결되는 제1다이오드 내지 제4다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2정류부는 직렬연결된 제5다이오드 및 제6다이오드를 포함하고, 상기 제2피티씨 소자는 상기 제5다이오드와 상기 제6다이오드 사이에 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2정류부는, 상호 직렬연결되고, 상기 제5다이오드 및 상기 제6다이오드와 병렬연결된, 제1콘덴서 및 제2콘덴서를 더 포함하고, 상기 제2피티씨 소자는 상기 제1콘덴서 및 상기 제2콘덴서 사이에 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 제1정류부와 상기 제2정류부의 합성 전원의 전압을 평활하게 하는 제3콘덴서를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 제1정류부와 상기 제2정류부의 합성 전원에 연결되는 퓨즈를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 광원부의 양극에 연결되기 위한 양극연결단자와, 상기 광원부의 음극에 연결되기 위한 음극연결단자를 포함하고, 상기 정전류 제어부는, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 제어를 위한 구동 아이씨; 상기 음극연결단자에 연결된 스위칭 트랜지스터; 상기 스위칭 트랜지스터와 상기 구동 아이씨의 전류감지부 사이에 연결되며, 상호 병렬 연결되는 복수의 저항; 및 상기 스위칭 트랜지스터와 상기 음극연결단자 사이에 연결된 인덕턴스를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 안정기를 갖는 램프기구에 탈착시킬 수 있는 형태로서, 복수의 발광다이오드가 설치된 발광다이오드 기판이 내부에 수용된 램프 본체; 및 상기 램프 본체에 설치되며, 상기 복수의 발광다이오드에 전원을 공급 및 제어할 수 있게 구성된 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 램프 본체의 제1교류전원에 연결되기 위한 제1전원연결부와, 상기 램프 본체의 제2교류전원에 연결되기 위한 제2전원연결부를 갖는, 제1접속부; 상기 램프 본체의 제3교류전원에 연결되기 위한 제3전원연결부와, 상기 램프 본체의 제4교류전원에 연결되기 위한 제4전원연결부를 갖는, 제2접속부; 상기 제1접속부에 연결되며, 상기 제1접속부를 통하여 공급된 교류를 전파 정류시킬 수 있게 형성된 제1정류부; 상기 제2접속부에 연결되고, 상기 제2접속부를 통하여 공급된 교류를 반파 정류시킬 수 있게 형성되며, 상기 제1정류부와 전기적으로 합성되는, 제2정류부; 및 상기 제1정류부와 상기 제2정류부의 합성 전원을 상기 광원부에 공급할 수 있게 형성되며, 상기 광원부에 정격 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 정전류 제어부를 포함하는, 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 제시한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안정기 호환형 발광다이오드 램프는, 상기 램프 본체의 일 위치에 설치되며, 전원 기판이 내부에 수용된, 소켓부; 상기 소켓부에 고정되며, 상기 안정기로부터 전원을 공급받아 상기 전원 기판에 전달하기 위한 복수의 접속핀; 및 상기 전원 기판에 설치되며, 상기 전원 기판을 상기 소켓부에 고정시 상기 접속핀이 탄성적으로 접촉될 수 있게 형성된, 탄성 접점부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 안정기 호환형 발광다이오드 램프에 의하면, 안정기로부터 제1접속부의 제1전원연결부와 제2전원연결부를 통하여 공급된 교류는 전파 정류시키고, 제2접속부의 제3전원연결부와 제4전원연결부를 통하여 공급된 교류는 반파 정류시켜 광원부에 공급하는 것으로, 반파 정류부 쪽에 글로우 방식에 적용할 수 있는 결선 구조를 제공할 수 있다. 이러한 입력방식은 안정기에서 나오는 교류 전원을 램프의 양측에서 각각의 브리지 방식을 이용해서 직류로 변환후 사용했던 종래의 입력방식에서 발생할 수 있는 다이오드의 과열을 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 제1정류부에서 변환된 직류와 제2정류부에서 변환된 직류가 중첩되어 발광다이오드 회로에 높은 전압이 유기되는 현상을 줄이게 되어 발광다이오드 램프를 안정적으로 점등유지시킬 수 있다. 또한, 제2정류부의 제1전원연결부와 제2전원연결부를 단락시킴으로써, 전자식 안정기의 경우에 대비하여 램프의 필라멘트에 대응하는 저항을 장착하여야 하는 경우에 발생하는 결선의 흐름상 스타터를 제거하고 사용하여야 하는 불편함을 제거할 수 있게 된다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 제2정류부에 제1콘덴서 및 제2콘덴서를 연결하여 정류시 발생하는 노이즈를 제거할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 제1정류부 또는 제2정류부에 피티씨 소자를 추가함으로써 정격 이상의 전압이나 전류가 유입될 경우 이를 차단하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 장착한 조명장치(100)의 개념도
도 2는 본 발명과 관련된 다른 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 장착한 조명장치(100')의 개념도
도 3은 본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 장착한 조명장치(100")의 개념도
도 4는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프(200)의 회로도
도 5는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 발광부(241)의 회로도
도 6은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프(200)의 외관 사시도
도 7은 도 6의 안정기 호환형 발광다이오드 램프(200)를 분해한 모습을 보인 분해 사시도
도 8는 본 발명의 일 실시예와 관련된 방열링과 발광다이오드 기판의 조립구조를 설명하기 위한 분해 사시도
도 9는 본 발명의 일 실시예와 관련된 확산링과 방열링의 조립구조를 설명하기 위한 개념도
도 10 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예와 관련된 접속핀과 전원기판의 접속구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 10은 전원 기판이 하부 소켓 세그먼트에 조립되기 전의 상태이고, 도 11은 전원 기판이 하부 소켓 세그먼트에 조립된 상태를 보인 도면
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 접속핀과 전원기판의 접속구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 12는 전원 기판이 하부 소켓 세그먼트에 조립되기 전의 상태이고, 도 13은 전원 기판이 하부 소켓 세그먼트에 조립된 상태를 보인 도면이며, 도 14는 전원 기판의 절개형 리셉터클에 접속핀의 제2연장부가 접속된 상태를 보인 확대도

이하, 본 발명과 관련된 안정기 호환형 발광다이오드 램프를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명과 관련된 안정기 호환형 발광다이오드 램프는 형광등을 점등하기 위한 요소들을 갖는 기존의 조명시스템에서 안정기나 스타터 또는 안정기의 종류에 관계없이 형광램프만을 발광다이오드 램프로 교체하여도 우수한 안정성 및 램프로서의 기능을 확보할 수 있도록 구성된다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 안정기 호환형 발광다이오드 램프(200)를 장착한 조명장치(100)의 개념을 보인 것이다. 안정기 호환형 발광다이오드 램프(200)에 포함된 전기적 구성은 후술하기로 한다.

도 1과 같이, 교류 전원은 자기식 안정기(101), 발광다이오드 램프(200) 및 스터터(102)에 연결되어 회로를 구성하고 있다. 자기식 안정기(101)는 외부로부터 교류전원(AC)을 공급받아 형광램프가 장착된 경우와 같이 발광다이오드 램프(200)에 교류전원을 제공한다. 발광다이오드 램프(200)는 규격이나 형상 면에서 기존에 장착되는 형광램프와 유사하거나 변형된 형상을 가질 수 있다. 다만, 발광다이오드 램프(200)가 램프기구에 전기적으로 접속되기 위한 구조는 기존의 형광램프와 동일할 수 있다. 그에 따라, 발광다이오드 램프(200)는 기존의 형광등이 연결되었을 때에 필요한 요소인 자기식 안정기(101) 및 스타터(102; glow starter 또는 rapid starter)에 연결되며, 스타터(102)가 없는 경우에도 점등이 가능하게 구성된다.

도 2는 본 발명과 관련된 다른 일 예에 따른 발광다이오드 램프(200)를 장착한 조명장치(100')의 개념도이다. 본 예는 앞서 자기식 안정기(101) 대신 스타터가 필요없는 전자식 안정기(101')를 사용한 경우이다. 발광다이오드 램프(200)는 본 예와 같이 스타터가 없는 경우에도 형광램프가 장착된 경우와 같이 전자식 안정기(101')로부터 전원을 제공받기 위한 전기적 요소들을 포함한다.

도 3은 본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따른 발광다이오드 램프를 장착한 조명장치(100")의 개념도이다. 본 예에서는 원형 형태로 형성된 도 1 및 도 2의 발광다이오드 램프(200)와 달리, 직선 로드 형태로 형성된 발광다이오드 램프(200')가 장착되어 있다. 이외에 자기식 안정기(101") 및 스타터(102')가 장착되어 있으나, 도 2와 유사하게 전자식 안정기가 장착된 경우에도 본 발명과 관련된 발광다이오드 램프(200')가 사용될 수 있다.

이와 같이, 기존의 형광램프를 사용하는 다양한 조명장치에서 본 발명과 관련된 발광다이오드 램프(200, 200')는 발광다이오드가 갖는 여러 장점 즉, 저전력, 고내구성 등과 함께 다양한 안정기에 호환되어 사용될 수 있는 장점을 가진다.

도 4는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 발광다이오드 램프(200)의 회로도이고, 도 5는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 발광부(241)의 회로도이다.

본 발명과 관련된 발광다이오드 램프(200)는, 적어도 하나의 발광다이오드를 갖는 광원부(241)와, 광원부(241)에 전원을 공급 및 제어할 수 있게 구성된 구동부(201)를 포함한다. 구동부(201)는 도 1 내지 도 3과 같은 조명기구의 안정기(101, 101', 101")로부터 교류전원을 공급받아 광원부(241)에 인가 및 제어한다. 광원부(241)를 이루는 복수의 발광다이오드는 병렬과 직렬이 조합된 어레이 형태로 배치될 수 있다. 도 5에 의하면, 광원부(241)는 병렬 연결된 6개의 발광다이오드 그룹들이 상호 직렬 연결되어 10개의 그룹을 형성하고 있다.

도 4에 의하면, 구동부(201)는 제1접속부(202), 제2접속부(203), 제1정류부(204), 제2정류부(205) 및 정전류 제어부(206) 등을 구비하고 있다.

제1접속부(202)와 제2접속부(203)는 발광다이오드 램프(200)가 전원을 공급받기 위하여 램프기구에 접속되는데 있어 필요한 구성이다. 구체적으로, 제1접속부(202)는 도 1 내지 도 3과 같이 안정기를 갖는 램프기구의 제1교류전원에 연결되기 위한 제1전원연결부(AC1)와, 램프기구의 제2교류전원에 연결되기 위한 제2전원연결부(AC2)를 갖는다. 제1전원연결부(AC1) 또는 제2전원연결부(AC2) 중 적어도 어느 하나에는 정격 전압 또는 전류 이상시 회로를 차단할 수 있도록 구성된 제1피티씨 소자(PCT1)가 연결될 수 있다.

제2접속부(203)는 램프기구의 제3교류전원에 연결되기 위한 제3전원연결부(AC3)와, 램프기구의 제4교류전원에 연결되기 위한 제4전원연결부(AC4)를 갖는다. 제2접속부(203)는 도 1 또는 도 2의 경우와 같이 원형램프인 경우, 제1접속부(202)와 인접하여 배치되거나, 도 3의 경우와 같이 직선 로드 형태인 경우 제1접속부(202)의 반대쪽에 배치될 수 있다. 제3전원연결부(AC3)와 제4전원연결부(AC4)는 상호 단락(short)되게 형성될 수 있다. 단락된 제3전원연결부(AC3) 및 제4전원연결부(AC4)에는 정격 전압 또는 전류 이상시 회로를 차단할 수 있게 형성된 제2피티씨 소자(PCT2)가 연결될 수 있다.

제1정류부(204)는 제1접속부(202)에 연결되어 있으며, 제1접속부(202)를 통하여 공급된 교류를 전파 정류(full wave rectification)시킬 수 있게 형성된다. 도 4과 같이, 제1정류부(204)는 제1전원연결부(AC1) 및 제2전원연결부(AC2)를 브릿지 방식으로 연결시키기 위한 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2), 제3다이오드(D3) 및 제4다이오드(D4)를 포함할 수 있다.

제2정류부(205)는 제2접속부(203)에 연결되어 있으며, 제2접속부(203)를 통하여 공급된 교류를 반파 정류(half wave rectification)시킬 수 있게 형성된다. 도 1과 같이, 제2정류부(205)는 직렬 연결된 제5다이오드(D5) 및 제6다이오드(D6)를 포함하고 있으며, 제2피티씨 소자(PCT2)는 제5다이오드(D5)와 제6다이오드(D6) 사이에 연결된다. 또한, 제2정류부(205)는 제5다이오드(D5) 및 제6다이오드(D6)와 병렬로 연결된 제1콘덴서(C1) 및 제2콘덴서(C2)를 구비하고 있다. 이러한 제1콘덴서(C1) 및 제2콘덴서(C2)는 반파 전류시 발생되는 노이즈를 제거하는 역할을 한다. 제1콘덴서(C1) 및 제2콘덴서(C2)는 직렬로 연결되어 있으며, 제2피티씨 소자(PCT2)는 제1콘덴서(C1)와 제2콘덴서(C2) 사이에 연결된다.

제2정류부(205)는 제1정류부(204)와 전기적으로 합성되도록 구성된다. 구동부(201)에는 제1정류부(204)와 제2정류부(205)의 합성 전원의 전압을 평활하게 하는 제3콘덴서(C3)가 배치될 수 있으며, 직류로 변환된 후에도 정격 전류의 이상이 발광다이오드 회로 쪽에 영향을 주는 것을 차단하기 위한 퓨즈(F1)가 연결될 수도 있다.

이와 같이, 제1정류부(204)에서 제3전원연결부(AC3)과 제4전원연결부(AC4)가 단락됨으로써 형광램프의 필라멘트 역할을 수행하도록 한 것이다. 이때, 제1전원연결부(AC1)를 통하여 입력된 제1교류전원은 제1다이오드(D1)로 들어간 후 광원부(241)를 점등시키고 제3다이오드(D3)를 통하여 안정기로 돌아가도록 하였으므로 글로우 스타터 방식의 경우에도 전기 흐름에 문제가 없다.

제3전원연결부(AC3) 및 제4전원연결부(AC4)에 인가된 전압은 반파 정류 방식으로, 교류 전압을 인가하였을 때 양의 주기는 통과시키고 음의 주기는 차단시킴으로써 결과적으로 양의 파형만을 갖게 된다. 즉, 양의 주기일 때 순방향 바이어스가 되는 것이며, 음의 주기일 때는 다이오드의 작용에 의하여 차단되는 것이다. 제1정류부(204)를 통하여 전파 정류된 직류와 제2정류부(205)를 통하여 반파 정류된 직류는 중첩됨으로써 발광다이오드 회로에 높은 전압이 유기되는 것을 현상을 줄일 수 있으며, 광원부(241)가 안정적으로 점등을 유지할 수 있도록 한다. 만약, 발광다이오드 램프(200)가 노후된 안정기를 사용하는 조명기구에 장착된 경우, 안정기에 의해 높은 전압이 유기될 수 있는데, 이 경우에도 제1피티씨 소자(PCT1) 및 제2피티씨 소자(PCT2)에 의하여 정격 이상의 전압과 전류를 차단시켜 제품의 신뢰성을 강화할 수 있다.

정전류 제어부(206)는 제1정류부(204)와 제2정류부(205)의 합성 전원을 광원부(241)에 공급하며, 광원부(241)에 정격 전원이 공급되도록 제어한다. 구동부(201)는 광원부(241)의 양극(LED+)에 연결되기 위한 양극연결단자와, 광원부(241)의 음극(LED-)에 연결되기 위한 음극연결단자를 갖는다. 본 발명과 관련하여, 정전류 제어부(206)는, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 제어를 위한 구동 아이씨(U1)와, 음극연결단자에 연결된 스위칭 트랜지스터(Q1)와, 스위칭 트랜지스터(Q1)와 구동 아이씨(U1)의 전류감지부(CS) 사이에 연결되며 상호간 병렬 연결된 복수의 저항(R5, R6, R7, R8, R9) 및, 스위칭 트랜지스터(Q1)와 음극연결단자 사이에 연결된 인덕턴스(L3)를 포함할 수 있다. 인덕턴스(L3)는 광원부(241)의 음극(LED-)을 통해 출력되는 전원의 맥류가 스위칭 트랜지스터(Q1)에 유입하는 것을 방지한다.

구동 아이씨(U1)는 저항(R5, R6, R7, R8, R9)의 전압인 전류감지부(CS) 전압을 내부에 설정된 소정 기준 전압과 비교한 결과를 기초로 스위칭 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류를 감지하고, 그 결과에 따라 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자 전압을 제어하는 펄스 신호를 GATE 단자를 통해 출력한다. 이때 상기 펄스 신호의 듀티비(duty ratio)는 저항(R3)에 의해서 결정될 수 있다.

스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자에 연결된 저항(R4)과 다이오드(D8)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작으로 인해서 발생하는 스위칭 노이즈(switching noise)를 제거하여 댐핑 회로를 구성하게 된다. 스위칭 트랜지스터(Q1)와 병렬 연결된 커패시터(C5)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작으로 인해서 발생하는 스위칭 노이즈를 억제한다. 그에 따라, 발광다이오드 램프(200) 주변 전자장치들이 발광다이오드 램프(200)에서 발생하는 스위칭 노이즈의 영향을 받지 않고 정상 동작할 수 있게 된다.

다이오드(D7)는 광원부(241)의 양극(LED+)에 인가되는 직류전원이 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자에 직접 유입되는 것에 의한 스위칭 트랜지스터(Q1)의 파괴를 방지한다.

콘덴서(C6, C7)와 저항(R10)는 광원부(241)의 양극(LED+)에 인가되는 직류전원에 포함된 노이즈 또는 맥류를 제거하는 역할을 한다.

이와 같이, 제1정류부(204)의 전파 정류 방식과 제2정류부(205)의 반파 정류 방식으로 만들어진 직류 전압은 퓨즈(F1)를 거친 후 제3콘덴서(C3)에 의해 평활 작업이 진행된다. 정류를 거친 전압은 광원부(241)로 인가되고, 인덕턴스(L3)를 거친 후 구동 아이씨(U1)와 스위칭 트랜지스터(Q1)을 통해서 스위칭되며, 저항(R5, R6, R7, R8, R9)에 의하여 정전류 제어 조절이 이루어지게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 발광다이오드 램프(200)의 사시도이고, 도 7은 도 6의 발광다이오드 램프(200)를 반대쪽에서 본 모습을 도시한 것이다.

이들 도면에 도시된 것과 같이, 본 예의 발광다이오드 램프(200)는 램프 본체(210)와 소켓부(250)를 갖는 형태로 되어 있다. 램프 본체(210)는 원형의 형태로서, 내부에 배치되어 있는 발광다이오드에 의하여 조명 효과를 발휘한다. 소켓부(250)에는 형광 램프의 연결구조와 같이 4개의 접속핀(280)이 설치되어 있다. 접속핀(280)은 기존의 형광 램프 조명기구가 포함하고 있는 전기적 요소인 안정기에 연결될 수 있다. 이를 위하여, 소켓부(250)의 내부에는 형광 램프 조명기구에 적용되어 있는 전기적 요소로부터 전원을 공급받아 램프 본체(210) 내부의 발광다이오드의 작동을 위한 전원으로 변환하기 위한 수단이 구비될 수 있다.

램프 본체(210)는 외부로 빛을 발산하는 부분인 확산링(220)과 내부의 광원을 지지하며 광원에서 발생하는 열을 소산시킬 수 있게 형성되는 방열링(230)이 조립된 형태로 되어 있다. 확산링(220)과 방열링(230)은 원형으로 형성되어 있으며 상호 조립되어 하나의 튜브 형태를 만든다. 확산링(220)은 방열링(230)에 비하여 상대적으로 큰 형태일 수 있다. 그에 따라, 확산링(220)과 방열링(230)의 조립선(PL)은 램프 본체(210)의 상하 중심선보다는 위쪽에 위치된다(도 6 참조).

소켓부(250)는 제1소켓 세그먼트(260)와 제2소켓 세그먼트(270)가 조립된 형태일 수 있다. 이하에서, 이들의 세부 구성에 대하여 설명한다.

도 7은 도 6의 발광다이오드 램프(200)를 분해한 모습을 보인 분해 사시도이고, 도 8는 본 발명과 관련된 방열링(230)과 발광다이오드 기판(240)의 조립구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

이들 도면에 의하면, 램프 본체(210)의 내부에는 원형으로 배열된 복수의 발광다이오드(241)가 설치된 발광다이오드 기판(240)이 수용되어 있다. 기구적 측면에서, 발광다이오드 기판(240)는 방열링(230)에 고정된 형태이다. 이를 위하여, 방열링(230)에는 원형의 발광다이오드 기판(240)를 고정할 수 있게 복수의 후크(236)가 형성될 수 있다. 후크(236)는 발광다이오드 기판(240)의 내주(內周)와 외주(外周)를 각각 고정할 수 있게 2열로 배치된 형태일 수 있다.

발광다이오드 기판(240)은 복수의 원호형 세그먼트 기판(240A, 240B, 240C)이 조합된 형태일 수 있다. 발광다이오드 기판(240)을 이루는 복수의 세그먼트 기판(240A, 240B, 240C)의 조립을 위하여, 방열링(230)에는 최초 세그먼트 기판(240A)의 기준 위치를 안내하기 위한 스토퍼 돌기(233)가 형성될 수 있다.

발광다이오드(241)가 배치된 발광다이오드 기판(240)와 구별되어, 소켓부(250)에는 전원 기판(290)이 배치된다. 전원 기판(290)은 접속핀(280)을 통하여 제공된 전원을 발광다이오드(241)의 동작을 위한 전원으로 변환할 수 있게 구성된다.

도 9는 본 발명과 관련된 확산링(220)과 방열링(230)의 조립구조를 설명하기 위한 개념도이다. 본 발명과 관련된 발광다이오드 램프(200)는 방열링(230)과 확산링을 체결시키는 체결부를 포함할 수 있다. 체결부는, 확산링(220)에 형성되는 제1돌기부(225)와 방열링(230)에 형성되는 제1후크(235)를 포함하는 형태일 수 있다. 제1돌기부(225)는 확산링(220)의 내주측 단부와 외주측 단부에 원주방향으로 이격되게 복수 개가 형성될 수 있으며, 제1후크(235)도 방열링(230)의 내주측 단부와 외주측 단부의 제1돌기부(225)의 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 제1후크(235)는 방열링(230)과 확산링(220)이 맞대어진 상태에서 방열링(230)과 확산링(220)을 수직방향으로 가압하였을 때 제1돌기부(225)에 걸려질 수 있게 형성된다(스냅핏 방식).

또한, 체결부는 확산링(220)의 제1돌기부(225)의 주위에 형성되는 제1슬라이드홈(227)과, 방열링(230)의 제1후크(235)의 주위에 형성되는 제2슬라이드홈(237)을 포함할 수 있다. 제1슬라이드홈(227)은 제1후크(235)가 제1돌기부(225)에 대하여 엇갈려지도도록 방열링(230)과 확산링(220)이 맞대어진 상태에서 방열링(230) 또는 확산링(220)을 회동시켰을 때 제1후크(235)의 이동공간을 제공한다. 이와 유사하게, 제2슬라이드홈(237)은 제1돌기부(225)가 제1후크(235)에 대하여 엇갈려지도록 방열링(230)과 확산링(220)이 맞대어진 상태에서 방열링(230) 또는 확산링(220)을 회동시켰을 때 제1돌기부(225)의 이동공간을 제공한다.

도 10 내지 도 11은 본 발명과 관련된 접속핀(280)과 전원 기판(290)의 접속구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 10은 전원 기판(290)이 제2소켓 세그먼트(270)에 조립되기 전의 상태이고, 도 11은 전원 기판(290)이 제2소켓 세그먼트(270)에 조립된 상태이다.

이들 도면에 도시된 것과 같이, 제2소켓 세그먼트(270)는 전원 기판(290)이 눌려졌을 때 전원 기판(290)을 체결할 수 있게 형성된 후크(273)를 구비할 수 있다. 접속핀(280)은 제2소켓 세그먼트(270)의 외측으로 돌출되는 제1연장부(281)와, 제2소켓 세그먼트(270)의 내측으로 돌출되는 제2연장부(282)를 포함할 수 있다. 제2소켓 세그먼트(270)는 제1연장부(281)의 고정 영역을 증대시킬 수 있도록 내측으로 돌출된 돌출지지부(274)가 형성될 수 있다. 후크(273)는 전원 기판(290)이 접속핀(280)에 대하여 거리를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

전원 기판(290)에는 전원 기판(290)을 제2소켓 세그먼트(270)에 고정시 접속핀(280)이 탄성적으로 접촉될 수 있게 형성된 탄성 접점부(295)가 구비될 수 있다. 탄성 접점부(295)는 제2연장부(282)의 끝단부에 접촉하여 눌려질 수 있는 돔(dome) 형태로 형성될 수 있다.

전원 기판(290)은 제2연장부(282)를 향하는 면에 탄성 접점부(295)가 접촉하는 도전성 패드부(291)와, 탄성 접점부(295)의 가장자리 부분에 탄성 접점부(295)를 도전성 패드부(291)에 고정하는 접착필름을 포함할 수 있다. 도전성 패드부(291)는 탄성 접점부(295)가 접촉하는 것으로, 도전성 돔을 사용하는 키패드 기술에 사용되는 패드 구조와 달리 한 종류의 패턴만이 배치된다. 또한, 접속핀(280)의 제2연장부(282)가 접촉해야 하므로 도전성 돔의 기판에 대한 고정을 위하여 도전성 돔을 절연체인 접착필름으로 모두 덮어 부착하는 형태와도 차이가 있다.

이와 같은 발광다이오드 램프(200)의 기구적 구조에 의하면, 램프 본체(210)의 내부에 발광다이오드 기판(240)을 배치하고, 소켓부(250)의 내부에 발광다이오드 기판과 독립적으로 전원 기판(290)을 배치함으로써, 소켓부(250)의 조립시 전원 기판(290)의 고정력을 안정적으로 유지할 수 있으며, 전원 기판(290)의 접속핀(280)에 대한 전기적 연결성을 개선시킨다. 탄성 접점부(295)는 안정적인 접속구조에 효과적이며, 제조 면에서 양산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 방열링(230)과 확산링(220)에 후크(235)와 슬라이드홈(237)을 적용함으로써 누름에 의한 스냅핏 방식의 조립과 함께 슬라이드 방식에 의한 조립이 가능하게 되어 조립성이 개선된다.

도 12 내지 도 14는 본 발명과 관련된 다른 예에 따른 접속핀(380)과 전원 기판(390)의 접속구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 12는 전원 기판(390)이 제2소켓 세그먼트(370)에 조립되기 전의 상태이고, 도 13은 전원 기판(390)이 제2소켓 세그먼트(370)에 조립된 상태이며, 도 14는 전원 기판(390)의 절개형 리셉터클(398)에 접속핀의 제2연장부(382)가 접속된 상태를 보인 확대도이다.

본 예의 전원 기판(390)에는 도 10의 탄성 접점부(295) 대신 절개형 리셉터클(398)이 장착된다. 절개형 리셉터클(398)은 접속핀(390)의 제2연장부(382)가 탄성적으로 삽입될 수 있게 형성될 수 있다. 절개형 리셉터클(398)은 절개홈(398a)이 형성된 원통형 도체가 전원 기판(390)에 실장된 형태로서, 접속핀(390)의 제2연장부(382)가 삽입되면, 절개홈(398a)이 탄성적으로 벌어짐으로써 접속핀(390)의 안정적인 접속상태를 유지시킨다.

상기와 같이 설명된 안정기 호환형 발광다이오드 램프는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100, 100', 100": 조명장치 101, 101": 자기식 안정기
101': 전기식 안정기 102, 102': 스타터
200: 발광다이오드 램프 201: 구동부
202: 제1접속부 203: 제2접속부
204: 제1정류부 205: 제2정류부
206: 정전류 제어부 210: 램프 본체
220: 확산링 225: 제1돌기부
227: 제1슬라이드홈 230: 방열링
235: 제1후크 236: 제2후크
237: 제2슬라이드홈 240: 발광다이오드 기판
241: 광원부 250: 소켓부
260: 제1소켓 세그먼트 270: 제2소켓 세그먼트
273: 제3후크 274: 돌출지지부
280: 접속핀 281: 제1연장부
282: 제2연장부 290: 전원기판
291: 도전성 패드부 295: 탄성 접점부
296: 접착필름 AC1: 제1전원연결부
AC2: 제2전원연결부 AC3: 제3전원연결부
AC4: 제4전원연결부 PTC1: 제1피티씨 소자
PTC2: 제2피티씨 소자

Claims

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안정기를 갖는 램프기구에 탈착시킬 수 있는 형태로서, 복수의 발광다이오드가 설치된 발광다이오드 기판이 내부에 수용된 램프 본체;
상기 램프 본체의 일 위치에 설치되며, 전원 기판이 내부에 수용된, 소켓부;
상기 소켓부에 고정되며, 상기 안정기로부터 전원을 공급받아 상기 전원 기판에 전달하기 위한 복수의 접속핀;
상기 전원 기판에 설치되며, 상기 전원 기판을 상기 소켓부에 고정시 상기 접속핀이 탄성적으로 접촉될 수 있게 형성된, 탄성 접점부; 및
상기 램프 본체에 설치되며, 상기 복수의 발광다이오드에 전원을 공급 및 제어할 수 있게 구성된 구동부를 포함하고, 상기 구동부는,
상기 램프 본체의 제1교류전원에 연결되기 위한 제1전원연결부와, 상기 램프 본체의 제2교류전원에 연결되기 위한 제2전원연결부를 갖는, 제1접속부;
상기 램프 본체의 제3교류전원에 연결되기 위한 제3전원연결부와, 상기 램프 본체의 제4교류전원에 연결되기 위한 제4전원연결부를 갖는, 제2접속부;
상기 제1접속부에 연결되며, 상기 제1접속부를 통하여 공급된 교류를 전파 정류시킬 수 있게 형성된 제1정류부;
상기 제2접속부에 연결되고, 상기 제2접속부를 통하여 공급된 교류를 반파 정류시킬 수 있게 형성되며, 상기 제1정류부와 전기적으로 합성되는, 제2정류부; 및
상기 제1정류부와 상기 제2정류부의 합성 전원을 상기 복수의 발광다이오드에에 공급할 수 있게 형성되며, 상기 복수의 발광다이오드에 정격 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 정전류 제어부를 포함하며,
상기 램프 본체는,
상기 발광다이오드 기판을 고정하며, 상기 발광다이오드로부터 발생한 열을 방출할 수 있게 형성된, 방열링;
상기 발광다이오드의 빛을 확산시킬 수 있게 형성된 확산링; 및
상기 방열링과 상기 확산링을 체결할 수 있게 형성되는 체결부를 포함하며,
상기 체결부는,
상기 확산링의 내주측 단부와 외주측 단부에 원주방향으로 이격되게 각각 형성되는 복수의 제1돌기부;
상기 방열링의 내주측 단부와 외주측 단부의 상기 제1돌기부의 위치에 대응하는 위치에 형성되며, 상기 방열링과 상기 확산링이 맞대어진 상태에서 상기 방열링과 상기 확산링을 수직방향으로 가압하였을 때 상기 제1돌기부에 걸려질 수 있게 형성되는 복수의 제1후크;
상기 제1돌기부의 주위에 형성되며, 상기 제1후크가 상기 제1돌기부에 대하여 엇갈려지도록 상기 방열링과 상기 확산링이 맞대어진 상태에서 상기 방열링 또는 상기 확산링을 회동시켰을 때 상기 제1후크의 이동공간을 제공할 수 있게 형성되는, 제1슬라이드홈; 및
상기 제1후크의 주위에 형성되며, 상기 제1돌기부가 상기 제1후크에 대하여 엇갈려지도록 상기 방열링과 상기 확산링이 맞대어진 상태에서 상기 방열링 또는 상기 확산링을 회동시켰을 때 상기 제1돌기부의 이동공간을 제공할 수 있게 형성되는 제2슬라이드홈을 포함하는, 안정기 호환형 발광 다이오드 램프.
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