KR200446340Y1 - 교류 전원용 발광 다이오드 램프 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 AC 전원용 발광 다이오드(LED) 램프에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED가 실장되어 있는 AC 전원용 LED 기판과; 상면에 형성된 기판 고정 홈의 내부에 AC 전원용 LED 기판이 삽입 접착되어 AC 전원용 LED 기판의 측면 및 바닥면이 기판 고정 홈의 내면에 접촉되고, 내부를 관통하여 제1 전원 연결구가 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 기판 베이스; 기판 베이스의 하단에 연결되고, 내부를 관통하여 제1 전원 연결구와 통하는 제2 전원 연결구가 형성되어 있는 절연 베이스; 절연 베이스의 하단에 연결되고, 제1 및 제2 전원 연결구에 삽입되어 AC 전원용 LED 기판과 연결되는 전원 연결 수단을 통하여 AC 전원용 LED로 AC 전원을 공급하는 소켓; 및 기판 고정 홈에 삽입 고정되는 AC 전원용 LED 기판을 커버하도록 기판 베이스의 상단에 설치되는 캡;으로 구성된다.
본 고안은 AC 전원용 LED 기판의 측면과 바닥면 모두를 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 기판 베이스에 직접 접촉되게 하여 AC 전원용 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화할 수 있다.
램프, AC 전원, LED, 히트 싱크, 캡

Description

교류 전원용 발광 다이오드 램프{Lamp with light emitting diodes using alternating current}
도 1은 종래의 DC 전원용 LED 램프.
도 2는 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프의 실시예.
도 3은 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프의 다른 실시예.
도 4는 AC 전원용 LED 기판의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: DC 전원용 LED 램프 11: 렌즈
12: 케이스 13: LED 기판
14: 구동 기판 15: 보조 케이스
16: 소켓 20,20a: AC 전원용 LED 기판
21: AC 전원용 LED 22: 열전도 테이프
23: 그래파이트 기판 24: 필름
25: 회로 패턴 30: 기판 베이스
31: 기판 고정 홈 32: 제1 전원 연결구
33: 히트 싱크 40: 절연 베이스
41: 제2전원 연결구 50: 소켓
60: 캡
본 고안은 램프에 관한 것이며, 더욱 상세히는 AC 전원용 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 램프에 관한 것이다.
일반적으로 백열등이나 형광등 등은 가정 조명, 인테리어 조명, 무대 조명 등의 광원으로 널리 사용되지만 되는 전력소모가 많고 내구성이 좋지 않은 단점이 있다.
한편, 최근 들어 전력소모는 낮고 조도는 높으며 내구성이 우수한 특성을 나타내는 램프의 일종으로 DC 전원용 LED 램프가 개발되고 있다.
도 1은 종래의 DC 전원용 LED 램프(10)로서, 렌즈(11)에 의해 상부가 커버되고 외주면에 히트 싱크가 형성되어 있는 케이스(12)와, 상기 케이스(12)에 내장되고 적어도 하나 이상의 DC 전원용 LED를 포함하는 LED 기판(13), 상기 케이스(13)에 내장되어 상기 LED 기판(13) 구동용 DC 전원을 공급하는 구동 기판(14), 상기 케이스(13)의 하부에 연결되어 상기 케이스(13)의 하부를 커버하는 보조 케이 스(15), 및 상기 보조 케이스(15)의 하부에 연결되는 소켓(16)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 DC 전원용 LED 램프(10)는 AC 전원 입력단과 연결되는 소켓(16)을 통해 입력되는 통상의 AC 전원을 상기 구동 기판(14)이 소정의 DC 전원으로 변환하여 상기 LED 기판(13)의 DC 전원용 LED로 공급함에 따라서 상기 복수의 DC 전원용 LED가 점등된다.
또한, 상기 DC 전원용 LED가 점등되어 있는 동안 발생하는 열은 외주면에 히트 싱크가 형성되어 있는 상기 케이스(12)로 전달되어 외부로 방출되며, 이에 따라서 DC 전원용 LED 램프(10)의 과열이 방지된다.
하지만, 이러한 종래의 DC 전원용 LED 램프(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 LED 기판(13)과 상기 구동 기판(14)이 일정한 간격으로 떨어져 있는 구조로 되어 있기 때문에 상기 케이스(12)의 히트 싱크를 통한 열 방출 효율이 저하되는 단점이 있다.
즉, 상기 DC 전원용 LED가 점등되어 있는 동안 상기 LED 기판(13)과 상기 구동 기판(14)에서 발생하는 열 중에서 일부는 상기 LED 기판(13)의 측면과 상기 구동 기판(14)의 측면을 통해 상기 케이스(12)에 직접적으로 전도되어 외부로 방출되지만, 또 다른 일부는 열을 축적하는 역할을 하는 상기 LED 기판(13)과 상기 구동 기판(14) 사이의 공간을 경유하여 상기 케이스(12)로 전도되므로 열전도 효율이 저하되는 단점이 있으며, 이로 인해 결과적으로 상기 케이스(12)의 히트 싱크를 통한 열 방출 효율이 저하된다.
실제로, 상기 DC 전원용 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 대부분(예컨대, 대략 90% 이상)이 상기 LED 기판(13)의 바닥면을 통해 외부로 방출되는데, 이렇게 방출된 열이 상기 케이스(12)에 직접적으로 전도되지 않고 상기 LED 기판(13)과 상기 구동 기판(14) 사이의 공간에 머물러 있게 되면, 과열로 인하여 상기 LED 기판(13)뿐만 아니라 상기 구동 기판(14)의 각종 회로 소자에 악영향을 미쳐 고장이 자주 발생하는 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 DC 전원용 LED 대신 AC 전원용 LED를 포함하는 AC 전원용 LED 기판의 측면과 바닥면 모두를 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 기판 베이스에 직접 접촉되게 하여 상기 AC 전원용 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화할 수 있는 AC 전원용 LED 램프를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 상기 기판 베이스와 AC 전원 입력단과 연결되는 소켓 사이를 절연 베이스로 연결하여 상기 기판 베이스를 통해 외부로 방출되는 열이 상기 소켓으로 전도되는 것을 완전 차단하는 AC 전원용 LED 램프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프는, 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED가 실장되어 있는 AC 전원용 LED 기판과; 상면에 형성된 기판 고정 홈의 내부에 상기 AC 전원용 LED 기판이 삽입 접착되어 상기 AC 전원용 LED 기판의 측면 및 바닥면이 상기 기판 고정 홈의 내면에 접촉되고, 내부를 관통하여 제1 전원 연결구가 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 기판 베이스; 상기 기판 베이스의 하단에 연결되고, 내부를 관통하여 상기 제1 전원 연결구와 통하는 제2 전원 연결구가 형성되어 있는 절연 베이스; 상기 절연 베이스의 하단에 연결되고, 상기 제1 전원 연결구와 제2 전원 연결구에 삽입되어 상기 AC 전원용 LED 기판과 전기적으로 연결되는 전원 연결 수단을 통하여 상기 AC 전원용 LED로 AC 전원을 공급하는 소켓; 및 상기 기판 고정 홈에 삽입 고정되는 상기 AC 전원용 LED 기판을 커버하는 캡;으로 구성된다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2와 도 3 및 도 4를 참조하면, AC 전원용 LED 기판(20)은 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)가 실장되어 있다.
상기 AC 전원용 LED 기판(20)은 그래파이트 기판(23) 위에 테프론 필름 혹은 고내열 폴리이미드(PI) 필름(24)을 적층(laminating)한 후, 상기 필름(24) 상면에 에칭 방식 혹은 스크린 인쇄 방식 등으로 금속 전도체로 된 회로 패턴(25)을 형성한 다음, 이 회로 패턴(25)에 상기 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)를 표면 실장 기술(SMT; Surface-Mount technology)로 실장하여 제조한 것이다.
상기 AC 전원용 LED 기판(20)은 하기의 기판 베이스(30)에 접착된다.
도 5와 도 6 및 도 7은 도 2와 도 3 및 도 4에 나타낸 AC 전원용 LED 기판(20)과 다른 형태의 AC 전원용 LED 기판(20a)을 사용하는 실시예로서, 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)은 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 메탈 PCB로, 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)가 실장되어 있고, 바닥면에 알루미늄에 비해 상대적으로 가격이 저렴하면서 알루미늄과 마찬가지로 열전도성과 내열성이 우수한 그래파이트(Graphite)로 제조된 양면 접착식 열전도 테이프(22)가 부착되어 있다.
상기 AC 전원용 LED 기판(20a)은 상기 열전도 테이프(22)에 의해 하기의 기판 베이스(30)에 접착된다.
상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)은 스크루 등과 같은 별도의 고정 수단에 의해 하기의 기판 베이스(30)의 상면에 고정된다.
기판 베이스(30)은 상면에 형성된 기판 고정 홈(31)의 내부에 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)이 삽입 접착되어 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)의 측면 및 바닥면이 상기 기판 고정 홈(31)의 내면에 접촉되고, 내부를 관통하여 제1 전원 연결구(32)가 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크(33)가 형성되어 있다.
상기 제1 전원 연결구(32)는 그 내면을 내열 및 절연 처리하여 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)에서 상기 기판 베이스(30)의 히트 싱크(33)로 방출되는 열이 하기의 전원 연결 수단으로 전도되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
절연 베이스(40)는 내열성 절연재로 제조되고, 상기 기판 베이스(30)의 하단 에 연결되고, 내부를 관통하여 상기 제1 전원 연결구(32)와 통하는 제2 전원 연결구(41)가 형성되어 있다.
상기 절연 베이스(40)는 상기 기판 베이스(30)를 통해 외부로 방출되는 열이 하기의 소켓(50)으로 전도되는 것을 완전 차단한다.
소켓(50)은 통상의 AC 전원 입력단과 연결되며, 상기 절연 베이스(40)의 하단에 연결되고, 상기 제1 전원 연결구(32)와 제2 전원 연결구(41)에 삽입되어 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)과 전기적으로 연결되는 전원 연결 수단을 통하여 상기 AC 전원용 LED(21)로 AC 전원을 공급한다.
상기 전원 연결 수단은 통상의 전선이나 리드 선, 혹은 이러한 전선이나 리드 선을 포함하는 커넥터 등을 사용할 수 있다.
캡(60)은 상기 기판 베이스(30)의 상단에 설치되어 상기 기판 고정 홈(31)에 삽입 고정되는 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)을 커버한다.
상기 캡(60)은 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프의 조명 시에, 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)에 일정 간격으로 이격 설치된 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)에서 발광하여 직진하는 빛을 산란시켜 눈부심을 방지하면서 일정 간격으로 이격 설치된 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED 상호 간의 빛의 간섭에 의해 형성되는 그림자를 제거하여 휘도를 개선하는 역할을 한다.
상기 캡(60)은 유리 또는 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조되는 렌즈와 페 놀 수지 혹은 철재로 제조되고 상기 기판 베이스(30)에 나사 결합 등에 의해 고정되는 렌즈 고정부로 구성되며, 상기 AC 전원용 LED(21)에서 발광하여 직진하는 빛을 산란시키기 위하여 유리로 된 렌즈의 표면은 샌딩(sanding) 처리하고 내열성 고분자 아크릴 수지로 된 렌즈의 표면은 에칭 처리하는 것이 바람직하다. 참고로, 도 2와 도 5에서는 렌즈와 렌즈 고정부가 분리되고 상기 렌즈 고정부가 상기 기판 베이스(30)에 나사 결합된 예를 나타내고 있다.
상기 캡(60)은 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조되어 상기 렌즈와 렌즈 고정부를 일체형으로 형성할 수 있으며, 도 3과 도 6에서는 상기 렌즈와 렌즈 고정부가 일체형으로 형성되고 상기 렌즈 고정부가 상기 기판 베이스(30)에 나사 결합된 예를 나타내고 있다.
상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프는 다음과 같이 작동한다.
상기 소켓(50)을 통하여 상기 기판 베이스(30)로 공급되는 AC 전원에 의해 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a) 상의 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)가 점등하는 동안 상기 기판 고정 홈(21)에 삽입 고정되어 있는 AC 전원용 LED 기판(20,20a)으로부터 발생하는 열은 2개의 경로를 통해 외부로 방출된다.
첫째로, 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)으로부터 발생하는 열 중 일부는 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)의 측면과 접촉하고 있는 상기 기판 베이스(30)로 직접 전도되어 상기 기판 베이스(30)의 외주면 전체에 형성되어 있는 히트 싱 크(33)를 통해 외부로 방출된다.
둘째로, 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)으로부터 발생하는 열 중 또 다른 일부는 상기 AC 전원용 LED 기판(20)의 바닥면 혹은 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)의 그래파이트 열전도 테이프(22)를 경유하여 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)의 바닥면과 접촉하고 있는 상기 기판 베이스(30)로 직접 전도되어 상기 기판 베이스(30)의 외주면 전체에 형성되어 있는 히트 싱크(33)를 통해 외부로 방출된다.
상기와 같이 AC 전원용 LED 기판(20,20a)의 측면과 바닥면 모두를 외주면 전체에 히트 싱크(33)가 형성되어 있는 상기 기판 베이스(30)에 직접 접촉되게 하여 열을 전도하면 상기 AC 전원용 LED(21)가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화하여 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프의 과열을 방지한다.
이때, 특히 상기 기판 베이스(30)를 통해 외부로 방출되는 열은 상기 기판 베이스(30)와 상기 소켓(50) 사이를 연결하는 상기 내열성 절연 베이스(40)에 의해 완전 차단되어 상기 소켓(50)으로 전도되지 못한다.
또한, 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프의 조명 시에, 상기 AC 전원용 LED 기판(20,20a)에 일정 간격으로 이격 설치된 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)에서 발광하여 직진하는 빛이 상기 캡(60)에 의해 산란되므로 눈부심을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 일정 간격으로 이격 설치된 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21) 상호 간의 빛의 간섭에 의해 형성되는 그림자가 제거되어 휘도를 개선할 수 있다.
참고로, 본 고안자가 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프와 도 1에 나타낸 종래의 DC 전원용 LED 램프(10)에 대하여 동일한 조건에서 각각의 온도와 광량을 측정한 결과, 다음의 표 1과 같은 차이점을 확인할 수 있었다.
측정항목 종래 LED 램프 본 고안 LED 램프
온도 100℃ 80℃ 이하
광량 기준 광량의 80% 기준 광량의 90% 이상
상기 표 1에 의하면, 본 고안의 방열 효율이 종래보다 향상되고 광량은 종래보다 더 증가함을 알 수 있었으며, 이와 같이 LED 램프의 온도가 10℃ 이상 감소하면 LED 자체의 수명 및 조도를 향상할 수 있으며, 대략 온도 편차가 10∼15℃일 경우, LED 수명은 수백∼수천 시간의 편차가 발생할 수 있다.
이상에서 설명한 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 고안에 따른 AC 전원용 LED 램프는 AC 전원용 LED 기판의 측면과 바닥면 모두를 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 기판 베이스에 직접 접촉되게 하므로, AC 전원용 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화하여 종래보다 월등히 향상시킬 수 있다.
특히, 히트 싱크가 형성되어 있는 상기 기판 베이스와 AC 전원 입력단과 연결되는 소켓 사이를 내열성 절연 베이스로 연결하므로 상기 기판 베이스를 통해 외부로 방출되는 열이 상기 소켓으로 전도되는 것을 완전 차단할 수 있다.
부가적으로, 상기 AC 전원용 LED 기판이 렌즈의 표면이 샌딩(sanding) 처리된 유리 캡이나 렌즈의 표면이 에칭 처리된 내열성 고분자 아크릴 수지 캡 등에 의해 커버되므로 AC 전원용 LED에서 발광하여 직진하는 빛을 산란시켜 눈부심을 방지하면서 조명 시 일정 간격으로 이격 설치된 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED 상호 간의 빛의 간섭에 의해 형성되는 그림자를 제거하여 휘도를 개선할 수 있다.

Claims (8)

  1. 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 메탈 PCB로, 적어도 하나 이상의 AC 전원용 LED(21)가 실장되어 있고, 바닥면에 그래파이트(Graphite)로 제조된 양면 접착식 열전도 테이프(22)가 부착되어 있는 AC 전원용 LED 기판(20a)과;
    상면에 형성된 기판 고정 홈(31)의 내부에 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)이 삽입 접착되어 스크루에 의해 밀착 고정되고, 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)의 측면 및 바닥면이 상기 기판 고정 홈(31)의 내면에 접촉되며, 내부를 관통하여 내열 제1 전원 연결구(32)가 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크(33)가 형성되어 있는 기판 베이스(30);
    상기 기판 베이스(30)의 하단에 연결되고, 내부를 관통하여 상기 제1 전원 연결구(32)와 통하는 제2 전원 연결구(41)가 형성되어 있는 절연 베이스(40);
    상기 절연 베이스(40)의 하단에 연결되고, 상기 제1 전원 연결구(32)와 제2 전원 연결구(41)에 삽입되어 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)과 전기적으로 연결되는 전원 연결 수단을 통하여 상기 AC 전원용 LED(21)로 AC 전원을 공급하는 소켓(50); 및
    유리 또는 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조되는 렌즈와 페놀 수지 혹은 철재로 제조되고 상기 기판 베이스(30)에 고정되는 렌즈 고정부로 구성되며, 상기 AC 전원용 LED(21)에서 발광하여 직진하는 빛을 산란시키기 위하여 유리로 된 렌즈의 표면은 샌딩(sanding) 처리하고 내열성 고분자 아크릴 수지로 된 렌즈의 표면은 에칭 처리하여 제조된 것으로, 상기 기판 고정 홈(31)에 삽입 고정되는 상기 AC 전원용 LED 기판(20a)을 커버하는 캡(60);
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 AC 전원용 LED 램프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 캡(60)은 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조되어 상기 렌즈와 렌즈 고정부를 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 AC 전원용 LED 램프.
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