KR20020082440A

KR20020082440A - 1개의 aaa형 건전지로 구동되는 led 손전등

Info

Publication number: KR20020082440A
Application number: KR1020020057493A
Authority: KR
Inventors: 서재성
Original assignee: 서재성
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2002-10-31

Abstract

본 발명은 1개의 AAA형 건전지의 1.5V 전압을 dc-dc 컨버터(converter)로 승압하여 고휘도 LED(Light Emitting Diode)를 점등시키는 손전등에 관한 것으로서, 1개의 AAA형 건전지를 내장하고 동시에 -극을 전자기판으로 전달하는 원통형 알루미늄 몸체와, 별도의 전원 스위치(switch)가 없이 시계방향으로 회전시키면 광원인 고휘도 LED가 점등되고 반시계방향으로 회전시키면 소등되며 더 회전시키면 건전지를 교환할 수 있도록 분리되는 나사산 방식으로 원통형 알루미늄 몸체와 결합되는 조명부와, 1.5V를 입력받아 3.5V 이상으로 승압시켜주는 전자회로 기판과 건전지를 반대로 장착하였을 때 전원을 차단하고 고휘도 LED의 높이를 균일하게 해주는 전극구조와, 접고 펼 수 있어 다목적으로 사용될 수 있도록 고안된 반원형 걸쇠를 특징으로 하는 발명이다.

Description

1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등{single AAA cell LED flashlight}

본 발명은 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등에 대한 것으로서, 입력되는 1.5V 전원을 dc-dc 컨버터로 승압하여 광원인 고휘도 LED를 점등시키는 손전등에 관한 것이다.

일반적으로 손전등은 필라멘트(filament) 전구를 사용하여 전류의 소모가 많아 건전지를 자주 교체해야하고, 전구 자체의 수명도 약50시간 이하이므로 자주 교체해야하는 불편함이 있다. 또 필라멘트 전구는 빛이 사방으로 방사되어 이 빛을 모아서 조명할 수 있는 반사판이 필요하여 구조가 복잡해진다.

자체 수명이 약 100,000시간 이상이고 전류소모량이 적고 광효율이 우수한 고휘도 LED를 광원으로 사용하는 손전등이 출시되고 있으나, 고휘도 LED가 약 3.5V 이상의 전압에서만 점등되어 3개 정도의 건전지를 직렬로 연결해 사용하여 손전등의 소형화에 어려움이 있다. 또 고휘도 LED는 동작할 수 있는 전압의 폭이 매우 작아서 순간적인 전압변동에 의해 소손될 가능성이 매우 높다. 하지만 별다른 보호회로를 사용하지 않는 일반 고휘도 LED 손전등에서는 새로운 건전지가 장착될 때와 모든 전기가 방전되었을 때에 전압의 차이가 커서 고휘도 LED에 무리를 줄 수 있으며, 밝기도 건전지의 사용기간에 따라 균일하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 1개의 AAA형 건전지의 1.5V 전압을 입력받아 dc-dc 컨버터 회로를 통해 3.5V 이상으로 승압하여 고휘도 LED를 점등시키는 손전등을 통해 오랜 제품 수명을 보장하고, 한 개의 건전지로 오랜 점등시간과 균일한 밝기를 보장하며, 소형화를 통해 보다 나은 휴대성을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등은 1개의 AAA형 건전지를 내장하고 동시에 -극을 회로기판으로 전달하는 원통형 알루미늄 몸체와, AAA형 건전지 직경에 맞도록 회로기판을 작게 만들기 위해 표면실장형 부품을 사용하고 적절히 배치하여 1개의 AAA형 건전지로부터 공급되는 1.5V 전압을 스위칭(switching)을 통해 3.5V이상으로 전압을 승압시키고 일정하게 유지시켜 주는 dc-dc 컨버터 집적회로가 포함된 전자회로와, 건전지를 거꾸로 삽입했을 때 전자회로의 파손을 방지하고 반대편에 장착되는 고휘도 LED의 리드-와이어(lead-wire)가 밀려내려오는 것을 방지하여 +전극을 온전하게 형성할 수 있도록 고안된 돌출형 절연판을 포함한 + 전극구조와, 발광체인 고휘도 LED와, 스위치의 역할을 수행하도록 원통형 알루미늄 몸체와 나사산 방식으로 결합되는 조명부와, 사용할 때 펴고 필요가 없으면 접을 수 있도록 원통형 알루미늄 몸체에 장착된 반원형 걸쇠로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등의 상세도이며 도 2는 회로기판의 회로도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

200 : 원통형 알루미늄 몸체 202 : 반원형 걸쇠

204 : 건전지 206 : 나사산

300 : 조명부 302 : 방수용 O링

400 : 전자기판 402 : 절연판

404 : +전극 406 : 고휘도 LED

408 : 인덕터(inductor) 410 : dc-dc 컨버터(converter)

집적회로

이하, 상술한 내용을 본 발명에 따른 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등에 대한 상세도로서, 1개의 AAA형 건전지를 수납하고 몸체를 통해 -전극을 전자기판에 전달하는 원통형 알루미늄 몸체(200)와, 나사산 방식으로 원통형 알루미늄 본체와 결합되어 별도의 스위치(switch)가 없이 시계방향으로 회전시키면 장착된 건전지(204)와 접촉하여 고휘도 LED(406)를 점등시키고 반시계방향으로 회전시키면 건전지(204)와 +전극(404)의 접촉이 풀려 고휘도 LED(406)를 소등시키고 더 회전시키면 원통형 알루미늄 몸체(200)와 분리되어 건전지(204)를 교환할 수 있도록 결합된 알루미늄 재질의 조명부(300)와, 건전지로부터 입력되는 1.5V 직류전압을 스위칭(switching)을 통해 3.5V 이상으로 승압하여 고휘도 LED를 점등시키는 dc-dc 컨버터(converter)회로가 구성된 회로기판(400)과, 다목적으로 사용할 수 있는 반원형 걸쇠(202)로 구성되어 있다.

그리고 상기 조명부(300)에는 방수용 부품으로 고무재질의 O링(302)이 부착되고, 조명부(300)과 회로기판(400)사이의 빈공간은 충진재(304)로 채워서 방수성을 향상시킨다.

도 2는 본 발명인 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등의 회로도로서, 회로기판(400)은 바닥면에 양 끝이 납땜된 +전극(404)과, +전극(404)과 회로기판(400)의 바닥면 사이에 장착되는 돌출형 절연판(402)과, 회로기판(400)의 상부에 위치해서 입력되는 1.5V 직류전압을 스위칭(switching)해서 3.5V 이상의 2차 전압을 발생시키는 dc-dc 컨버터 집적회로(410)와, dc-dc 컨버터 집적회로(410)에 연결되어 스위칭을 할 때 전기 에너지를 저장하고 방출하는 인덕터 (inductor,408)와 dc-dc 컨버터 집적회로(410)에서 출력되는 2차 전압을 배분하여 다시 집적회로에 궤환시켜 일정한 출력 전압이 유지될 수 있도록 하는 저항(R1,R2)과, 2차 전압을 평활시키는 커패시터(C)와, 발광소자인 고휘도 LED(408)와, 회로기판(400)의 바닥면과 상면의 가장자리에 원형으로 형성되어 조명부(300)와 결합되어 있는 -전극으로 구성되어 있다.

특히 회로기판(400)이 협소하지만 손전등의 특성상 고휘도 LED(406)는 정면에서 정 중앙에 위치해야 한다. 고휘도 LED(406)를 일반적인 방법으로 조립할 경우 리드 와이어(lead wire)가 회로기판(400)을 관통하여 바닥면에 납땜이 되므로 +전극을 형성할 수 없고, 고휘도 LED(406)의 리드 와이어를 + 전극을 피해서 납땜할 경우는 대량생산시 균일한 높이를 맞추기 어려우며 다른 부품에 간섭을 주게 된다.

따라서 본 발명인 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등에서는 별도의 절연판(402)과 +전극(404)을 먼저 조립하고 그 위에 고휘도 LED(406)를 실장하는 구조를 고안하였다. 이러한 실장구조를 통하여 온전한 +전극을 형성하고 반대편에 장착되는 고휘도 LED(406)가 회로기판(400)에서 점유하는 공간을 최소화하여 다른 부품의 배치가 용이하며 고휘도 LED(406)의 높이를 일정하게 조립할 수 있어 대량생산시 조명부(300)와 회로기판(400)을 조립할 때 시간과 노력을 절감할 수 있다.

또 일반적인 dc-dc 컨버터 회로에서는 전원의 극성이 바뀌면 회로에 심각한 손상을 주게된다. 본 발명에서는 절연판(402)을 통해 이 문제를 해결한다. AA형이나 AAA형 원통형 전지는 +극이 볼록하고 -극은 평평한 구조이므로 장착된 돌출형 절연판(402)이 원형이면서 가장자리가 돌출된 형상이므로 사용자가 건전지(204)를 반대방향으로 장착하면 건전지의 -극이 회로기판의 +전극에 접촉되지 않으므로 회로가 동작되지 않는 구조이다.

또 본 발명인 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등에서는 휴대성을 보장하기 위해 원통형 알루미늄 몸체(200)의 끝 부분에 반원형 걸쇠(202)를 장착하였다. 일반적인 걸쇠구조가 고정형인 것에 비해, 반원형 걸쇠(202)의 양 끝이 원통형 알루미늄 몸체의 홈에 장착되고, 주위의 높이가 반원형 걸쇠(202)에 맞추어져 있어접을 수 있도록 고안되었다. 필요할 때 열쇠고리에 매달수도 있고, 줄을 매어 사용할 수도 있으며, 필요가 없으면 접어놓을 수 있는 구조를 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 1개의 AAA형 건전지로 구동되는 LED 손전등은, 한 개의 AAA형 건전지를 전원으로 사용할 수 있도록 dc-dc 컨버터 회로 기판을 소형화시켜 손전등의 크기를 최소화하여 휴대성을 향상시켰고, 광원으로 고휘도 LED를 사용하므로 건전지의 사용시간이 길어지고 dc-dc 컨버터를 사용하여 고휘도 LED에 전원을 공급하므로 건전지가 모두 방전될 때까지 일정한 밝기가 유지되며 고휘도 LED는 자체수명이 100,000시간 정도로 길어 반영구적으로 광원의 교체없이 사용할 수 있고, 빛의 발광각이 정해져 있어 일정한 각도로 빛이 방출되어 별도의 반사판이 필요가 없으므로 기구의 구조가 간단해서 원가가 절감된다.

Claims

1개의 AAA형 건전지를 내장하고 동시에 -극을 전자기판으로 전달하는 원통형 알루미늄 몸체(200)와, 별도의 전원 스위치 없이 시계방향으로 회전시키면 내장된 건전지와 회로기판(400)이 접촉하여 광원인 고휘도 LED(406)가 점등되고 반시계방향으로 회전시키면 고휘도 LED(406)가 소등되고 더 회전시키면 원통형 알루미늄 몸체(200)와 분리되어 건전지(204)를 교환할 수 있도록 나사산 방식으로 결합된 조명부(300)와, 1개의 AAA형 건전지의 1.5V 직류입력을 3.5V이상의 직류전압으로 변환하여 광원으로 전달하는 dc-dc 컨버터 회로가 형성되어 있는 회로기판(400)과, 고휘도 LED(406)가 광원으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 손전등.

제 1항에 있어서, 1개의 AA형 건전지나 AAA형 건전지를 사용하는 고휘도 LED손전등의 협소한 회로기판에서 광원인 고휘도 LED를 정면의 정 중앙에 배치시키고, 고휘도 LED가 회로기판의 반대편에 침입하는 것을 막아 온전한 +전극을 형성할 수 있도록 하며, 사용자가 건전지를 반대 방향으로 삽입했을 때 회로와의 접촉을 차단하여 보호할 수 있도록 +전극(404)과 돌출형 절연판(402)으로 구성된 전극구조.

제 1항에 있어서, 1개의 AA형 건전지나 AAA형 건전지를 사용하는 고휘도 LED 손전등에서 양 끝이 원통형 알루미늄 몸체(200)의 홈에 장착되어 필요시에 펴서 사용하거나 접어놓을 수 있는 반원형 걸쇠(202)구조.