KR20090087677A - Ｌｅｄ 전구형 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 전구형 램프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 외부 전원을 안정화시켜 LED에 공급하는 구동 모듈을 포함하는 LED 전구형 램프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LED 전구형 램프는, 외부 전원에 접속하는 소켓 모듈, 상기 소켓 모듈을 통해 입력된 외부 전원을 제어하는 구동 모듈 및 상기 구동 모듈에 연결되는 적어도 하나의 LED를 구비하는 LED 전구형 램프에 있어서, 상기 구동 모듈은, 상기 외부 전원을 극성에 관계없이 획득하기 위한 브리지 회로, 상기 브리지 회로를 통해 입력되는 전원을 충전하는 제1 캐패시터, 상기 제1 캐패시터에 연결되어 정전류를 출력하는 정전류 조정기 및 상기 정전류 조정기에 연결되는 제2 커페시터를 포함하는 전원 안정화 모듈; 및 상기 전원 안정화 모듈에 연결되는 전압 조정기 및 상기 전압 조정기의 출력을 이용하여 상기 적어도 하나의 LED에 정전류를 공급하는 정전류 공급 모듈을 포함하는 집적 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전압 조정기는 스텝다운 스위칭 집적소자(IC)이다.

LED 할로겐, LED MR 램프, 구동회로

Description

ＬＥＤ 전구형 램프 {Bulb type ＬＥＤ lamp}

본 발명은 종래 전구 소켓에 호환가능한 LED 전구형 램프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 외부 전원을 안정화시켜 LED에 공급하는 구동 모듈을 포함하는 LED 전구형 램프에 관한 것이다.

본 발명은 LED 전구형 램프에 관한 것인바, 이하 LED 전구형 램프를 설명하기 위해 종래의 할로겐 램프를 설명한다.

할로겐 램프는 램프에 할로겐족 가스를 주입한 것으로, 그 이전에 제안된 램프들에 비해 고성능이며 고수명의 전구로 알려져 있다. 할로겐 램프는 주입된 할로겐 가스로 인해 필라멘트의 흑화현상이 방지되어 상대적으로 우수한 성능을 가진다.

종래 할로겐 램프는 외부에서 공급되는 교류 전원을 이용하여 동작한다. 구체적으로 할로겐 램프와 분리되어 별도로 구현되는 할로겐 램프용 안정기로부터 교류를 공급받아 할로겐 램프를 동작시킨다. 할로겐 램프의 외부에 위치하는 할로겐 램프용 안정기로부터 교류 전원을 입력받는 할로겐 램프의 일례는 도 1a와 같다.

도 1a에 도시된 바와 같이 종래 할로겐 램프(100A)는 외부 전원에 접속하는 소켓 모듈(130), 상기 소켓 모듈을 통해 전달되는 외부 전원을 변환하여 할로겐 램프에 공급하는 구동모듈(120), 상기 구동모듈(120)로부터 전원을 공급받아 구동되는 할로겐 광원(110)을 포함한다. 상기 구동모듈(120)은 일반적으로 12 볼트의 직류 전원을 출력하여 상기 할로겐 광원(110)에 제공한다.

상기 소켓 모듈(130)은 외부에 별도로 제작된 할로겐 램프용 안정기(미도시)에 접속하는데, 일반적으로 상기 할로겐 램프용 안정기는 220 볼트의 교류 전원을 12 볼트의 교류 전원으로 변환하여 출력한다.

이하, 종래의 LED 전구형 램프를 설명한다.

LED 전구형 램프는 종래의 할로겐 램프를 대체하기 위해 제안된 것으로, 도 1a와 같은 종래의 할로겐 램프에 사용된 모듈들을 그대로 사용하되, 다만 할로겐 광원을 LED로 교체하는 것을 특징으로 한다. 상기 LED 전구형 램프는 LED 전구형 램프, 할로겐 대체용 LED 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있으며, 램프에 포함되는 반사경의 구조에 따라 MR 타입의 LED, LED MR 램프 등의 다양한 명칭으로 불릴 수도 있다.

도 1b는 종래의 LED 전구형 램프의 일례를 설명한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 LED 전구형 램프는 일반적인 할로겐 램프와 동일한 소켓 모듈(130)과 구동 모듈(120)을 구비한다. 상기 구동 모듈(120)은 일반적으로 12 볼트의 직류 전원을 출력하는데 상기 12 볼트의 직류 전원을 통해 LED(130)를 구동시킨다.

도 1b는 도 1a와 동일한 소켓 모듈(130) 및 구동 모듈(120)을 포함하므로, 종래의 할로겐 램프용 안정기(미도시)가 도 1b를 위해서 그대로 사용된다.

도 2는 종래 LED 전구형 램프에 사용되는 구동 모듈(120)을 나타내는 도면이다.

도시된 구동 모듈(120)에는 소켓 모듈(130)을 통해 12 볼트의 교류 전원이 입력되고, 상기 구동 모듈(120)에 구비된 다수의 모듈들에 의해 12 볼트의 직류 전원이 출력된다.

상기 구동 모듈(120)은 출력 측에 연결되는 LED(140) 또는 할로겐 광원(110)에 전원을 공급한다.

LED 전구형 램프는 종래 할로겐 램프를 위한 소켓 모듈, 구동모듈 및 안정기 등의 부품을 교체하지 않고도 종래 소켓 모듈에 바로 결합하여 사용가능하므로 제작 및 사용할 수 있다는 큰 장점이 있었다. 즉, LED 전구형는 종래 할로겐 램프에 대한 호환성이 뛰어나다는 큰 장점이 있었다.

그러나 도 1b에 도시된 바와 같이 종래의 할로겐 램프에 LED 광원을 사용하는 경우, 간헐적인 점멸(플리커: flicker) 현상이 발생하거나, 구동모듈에 포함된 소자들이 고열로 인해 소실되거나, LED가 고열로 망가지는 문제 등이 발견되었다. 또한, 구동모듈 또는 LED에 갑작스런 고장이 발생하지 않더라도, 구동모듈 또는 LED의 수명이 급격하게 저하되는 문제가 발견되었다.

위와 같은 종래의 LED 전구형 램프의 문제를 해결하기 위해 별도의 LED 전용 안정기를 추가하거나, 종래에 제안된 할로겐 램프용 안정기를 새롭게 설계하는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법에 의하면 새로운 안정기의 신규 설치 내지 기존 안정기의 수리 보수에 따른 추가적인 비용이 크게 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 안정화된 전원이 공급되는 LED 전구형 램프를 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 안정기의 구조를 변경하지 않으면서, 안정된 동작을 수행하는 LED 전구형 램프를 제안하는 것이다.

외부 전원에 접속하는 소켓 모듈, 상기 소켓 모듈을 통해 입력된 외부 전원을 제어하는 구동 모듈 및 상기 구동 모듈에 연결되는 적어도 하나의 LED를 구비하는 LED 전구형 램프에 있어서, 상기 구동 모듈은, 상기 외부 전원을 극성에 관계없이 획득하기 위한 브리지 회로, 상기 브리지 회로를 통해 입력되는 전원을 충전하는 제1 캐패시터, 상기 제1 캐패시터에 연결되어 정전류를 출력하는 정전류 조정기 및 상기 정전류 조정기에 연결되는 제2 커페시터를 포함하는 전원 안정화 모듈; 및 상기 전원 안정화 모듈에 연결되는 전압 조정기 및 상기 전압 조정기의 출력을 이용하여 상기 적어도 하나의 LED에 정전류를 공급하는 정전류 공급 모듈을 포함하는 집적 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전압 조정기는 스텝다운 스위칭 집적소자(IC)이다.

본 발명에 따른 LED 전구형 램프를 사용하는 경우, LED에 안정화된 전원이 공급되어 플리커 등의 현상이 방지되며 LED 및 구동모듈의 수명이 증가하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 LED 전구형 램프를 사용하면, 종래의 안정기의 구조를 변경하지 않고도 LED 구동이 안정화되는 장점이 있다.

본 발명의 구체적인 동작 및 특징은 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 실시예는 LED 전구형 램프 내에 전원 안정화 모듈을 더욱 추가할 것을 제안한다. 바람직하게 상기 전원 안정화 모듈은 정전압을 공급하는 동작을 수행한다. 상기 전원 안정화 모듈은 LED 전구형 램프의 구동 모듈에 삽입되어 LED 전구형 램프의 동작을 안정화시킨다.

이하, 본 실시예에 따른 안정화 모듈의 필요성을 설명하기 위해 종래의 LED 전구형 램프의 특성을 설명한다.

도 3은 종래의 할로겐 램프를 위한 안정기가 도 1a의 장치에 전원을 인가하는 경우, 안정기의 출력 파형을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 도 3의 출력은 안정된 정현파이다. 도 3의 안정된 파형은 종래의 소켓 모듈(130) 및 구동모듈(120)을 통하여 입력되며, 도 3과 같은 안정된 파형이 입력되는 경우 상기 구동모듈(120)은 적정한 출력 전압(예를 들어, 12 볼트)을 갖는 출력 신호를 생성한다.

전술한 바와 같이, 할로겐 램프를 위한 안정기는 도 1a와 같은 할로겐 램프 뿐만 아니라 도 1b와 같은 LED 전구형 램프에도 그대로 적용된다. 본 출원의 발명자는 종래의 할로겐 램프를 위한 안정기가 도 1b와 같은 LED 전구형 램프에 적용되는 경우, 안정기의 출력이 불안정해지는 것을 확인하였다.

도 4는 종래의 할로겐 램프를 위한 안정기가 도 1b의 장치에 전원을 인가하 는 경우, 안정기의 출력 파형을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 도 4의 출력은 매우 불안정한 파형을 갖는다.

본 출원의 발명자는 도 4의 파형을 갖는 출력이 상기 소켓 모듈(130)을 통해 구동모듈(120)로 입력되는 경우, 종래의 구동모듈(120)에 포함된 집적회로의 손상이 발생하는 동시에, 상기 LED(140)의 구동에 충분하지 못한 낮은 전압의 직류가 출력되는 현상을 발견하였다.

도 4와 같은 불안한 파형이 발생하는 것은, 종래의 할로겐 광원(110)에 비해 LED(140)의 전력 소비량이 매우 작아 종래 할로겐 램프을 위한 안정기 측에서 상기 LED(140)를 부하로 인식하지 못하기 때문인 것으로 판단된다. 물론 상술한 문제를 해결하기 위해 종래 할로겐 램프를 위한 안정기의 구조를 변형하는 것도 가능하지만, 안정기의 구조를 변형하는 경우 많은 비용이 소요된다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 실시예는 구동모듈(120)에 전원 안정화 모듈을 추가하는 것을 제안한다.

도 5는 본 실시예에 따른 구동모듈의 일례이다. 도시된 바와 같이, 전원 안정화 모듈(510)이 추가된다. 상기 전원 안정화 모듈(510)은 종래의 구동모듈(120)에 추가적으로 장착될 수도 있으므로, 본 실시예를 이용하는 경우, 종래 장치에 대한 설계 변경이 최소화되는 유리한 점이 있다.

도시된 바와 같이, 전원 안정화 모듈(510)은 브리지 회로(500), 제1 캐패시티(501) 및 제2 캐패시터(503), 정전류 조정기(regulator)(502)를 포함한다.

상기 브리지 회로(500)는 종래 할로겐 램프을 위한 안정기 측에서 공급되는 교류 전원을 입력받는다. 도시된 바와 같이 상기 브리지 회로(500)는 4개의 다이오 드를 사용하여 교류 전원의 극성에 관계없이 제1 캐패시터(501) 측으로 전원을 전달한다.

상기 제1 캐피시터(501)는 바람직하게 전해 콘덴서로 이루어지며, 브리지 회로(500)로부터 전달된 전원을 직류 전원으로 충전한다. 상기 제1 캐피시터(501)의 출력은 상기 정전류 조정기(502) 및 상기 제2 캐패시터(503)에 전달되어 직류 전원이 더욱 안정화된다.

상기 전원 안정화 모듈(510)에 의해 안정화된 직류 전원은 LED(140)를 위해 정전류를 공급하는 집적 모듈(520)에 전달된다. 구체적으로, 상기 전원 안정화 모듈(510)에 의해 안정화된 직류 전원은 전압 조정기(530)에 입력된다. 상기 전압 조정기(530)는 일정한 전류를 공급하기 위해 벅(buck) 스위칭 IC와 같은 스탭 다운(step down) 스위칭 IC로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 전압 조정기(530)의 출력은 정전류 공급 모듈(540)에 전달된다. 상기 정전류 공급 모듈은 일정 주파수의 전류를 공급하기 위해 구비되는 공진단을 통해 LED(140)에 정전류를 공급하는데, LED(140)의 특성 변화에 따라 LED(140)에 흐르는 전류 변화가 발생하는 것을 방지하기 위해 피디백 전류 센싱(feedback cureent sensing) 단을 추가로 구비한다.

본 실시예에 따르면, 기존 할로겐 램프를 위한 안정기를 그대로 사용하여도, 간헐적인 점멸(플리커)이 이루어지거나 회로의 고열로 인한 화재가 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면 LED 회로의 소손 등이 방지되며, LED의 수명을 급격히 저하가 방지된다.

도 5에 도시된 구동회로를 포함하는 LED 전구형 램프는 다양한 형상의 반사판을 추가로 구비할 수 있다. 반사판의 형상에는 제한이 없으며, 예를 들어 미니 반사경(mini reflector) 등이 가능하다.

상술한 일례에 사용되는 모듈이라는 용어는 적어도 하나의 디지털/아날로그 회로 소자의 집합을 말하는 것이다. 상술한 모듈들이 다양한 디지털/아날로그 소자로 제작가능함은 당업자에 자명하다 할 것이다.

상술한 일례에서 사용된 구체적인 수치는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용된 예시에 불과하므로, 상술한 구체적인 수치에 의해 본 발명이 제한적으로 해석되지 않는다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명은 최근 주목받고 있는 LED 전구형 램프의 안정성을 개선할 수 있는 기술적 효과를 갖는바, 그 산업상 이용가능성이 인정됨이 당연할 것이다.

도 1a는 종래의 할로겐 램프의 일례를 설명한 블록도이다.

도 1b는 종래의 LED 전구형 램프의 일례를 설명한 블록도이다.

도 2는 종래 LED 전구형 램프에 사용되는 구동 모듈(120)을 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 할로겐 램프를 위한 안정기가 도 1a의 장치에 전원을 인가하는 경우, 안정기의 출력 파형을 나타낸다.

도 4는 종래의 할로겐 램프를 위한 안정기가 도 1b의 장치에 전원을 인가하는 경우, 안정기의 출력 파형을 나타낸다.

도 5는 본 실시예에 따른 구동모듈의 일례이다.

Claims (3)

1. 외부 전원에 접속하는 소켓 모듈, 상기 소켓 모듈을 통해 입력된 외부 전원을 제어하는 구동 모듈 및 상기 구동 모듈에 연결되는 적어도 하나의 LED를 구비하는 LED 전구형 램프에 있어서,

   상기 구동 모듈은,

   상기 외부 전원을 극성에 관계없이 획득하기 위한 브리지 회로, 상기 브리지 회로를 통해 입력되는 전원을 충전하는 제1 캐패시터, 상기 제1 캐패시터에 연결되어 정전류를 출력하는 정전류 조정기 및 상기 정전류 조정기에 연결되는 제2 캐패시터를 포함하는 전원 안정화 모듈; 및

   상기 전원 안정화 모듈에 연결되는 전압 조정기 및 상기 전압 조정기의 출력을 이용하여 상기 적어도 하나의 LED에 정전류를 공급하는 정전류 공급 모듈을 포함하는 집적 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구형 램프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전압 조정기는 스텝다운 스위칭 집적소자(IC)인 것을 특징으로 하는 LED 전구형 램프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 정전류 공급 모듈은, 상기 LED에 특정한 주파수 대역의 전류를 공급하 기 위한 공진단 및 상기 LED로부터 피드백되는 전류를 일정하게 유지하는 피드백 전류 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전구형 램프.

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