KR20090091865A - 교류전원 엘이디 조명모듈 - Google Patents

교류전원 엘이디 조명모듈

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KR20090091865A
KR20090091865A KR1020080017065A KR20080017065A KR20090091865A KR 20090091865 A KR20090091865 A KR 20090091865A KR 1020080017065 A KR1020080017065 A KR 1020080017065A KR 20080017065 A KR20080017065 A KR 20080017065A KR 20090091865 A KR20090091865 A KR 20090091865A
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Abstract

본 발명은, LED 모듈이 채널사인(sign: 간판), 실내, 외 인테리어 등에 적용될 때, 적용목적, 구조적인 상황 등을 고려하여 최대로 확장된 각도 및 최대의 효율로 빛이 방출되도록 하며, 컨버터 등의 전용회로구성을 통하지 않고도 간소화된 정류회로와 LED개수의 조절에 의해 교류로 구동하는 엘이디 조명을 구현할 수 있도록 한 화각확장렌즈를 결합한 교류전원 LED 조명모듈에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, LED 소자가 실장되어 배치된 설치대와; 상기 LED 소자를 구동시키기 위해 외부의 교류전원을 입력받아 각 LED 소자에 목적하는 전압을 제공하는 LED 구동회로부; 상기 설치대에는 LED 소자에 의해 방출된 빛이 여러각도로 조절되도록 하기 위한 회전축 돌기가 돌출형성되고, 상기 설치대의 회전축 돌기가 형성된 지점과 대응되는 설치면에 회전축 돌기가 끼워져 회전될 수 있도록 한 피봇고리가 장착된 각도조절부;로 구성되며, 상기 LED 구동회로부는, 장치의 구동원이 되는 교류전원을 외부에서 입력받는 전원부와; 상기 입력된 전원을 브릿지 정류회로에 의해 정류하는 정류부와; 상기 정류부에서 정류된 전원을 공급받아 LED 소자를 구동하며, 입력된 전원에 대응하는 다수개의 LED 소자와 저항이 직렬연결되어 목적하는 전압에 의해 LED 소자가 구동되도록 한 LED 구동부;를 포함하여 구성된다.

Description

교류전원 엘이디 조명모듈{AC SOURCES OF ELECTRICITY LED LIGHTING MODULE}
본 발명은 교류전원 LED 조명모듈에 관한 것이다.
상세하게 본 발명은, LED 모듈이 채널사인(sign: 간판), 실내, 외 인테리어 등에 적용될 때, 적용목적, 구조적인 상황 등을 고려하여 최대로 확장된 각도 및 최대의 효율로 빛이 방출되도록 하며, 컨버터 등의 전용회로구성을 통하지 않고도 간소화된 정류회로와 LED개수의 조절에 의해 교류로 구동하는 엘이디 조명을 구현할 수 있도록 한 교류전원 LED 조명모듈에 관한 것이다.
LED 모듈은 전기 전원, 신호의 공급에 의해 특정의 색을 빛으로 발광하는 LED와, 이 LED로 입력되는 전원, 신호 등을 가공처리하도록 하는 회로구성이 포함된 구성임은 주지된 것과 같다.
이와 같은 LED 모듈은 특정 업체 등을 광고하기 위한 사인과 실내, 외 인테리어의 조명등을 구현하는 분야에서 활발하게 적용되고 있는 실정이다.
이와 관련하여 본 출원인은, 특허출원 제2006-1827호(빛 방출각도 조절기능을 갖는 엘이디 모듈, 이하 기 출원발명)에서 빛의 방출각도를 자체적으로 조절할 수 있는 구성을 구현하여, 설치대상물을 관측하는 각도의 시점에 관계없이 높은 휘도의 빛이 방출되도록 함과 동시에, 적은 개수로 설치되어도 보다 높은 휘도의 빛이 방출되도록 한 LED 모듈을 제안한 바 있다.
상기와 같은 기 출원발명은, LED 소자가 실장되어 배치되고, LED 소자를 발광하기 위한 회로로 구현된 LED 회로부가 상측에 설치된 발광부와; 상기 발광부의 하측에 결합되어 발광부가 각도회전 가능하도록 하며, 설치대상물 내에 고정설치되는 각도회전유닛을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의해 기 출원발명은, LED 소자에서 방출되는 빛이 설치대상물 내에서 최적의 각도로 방출되어 빛의 고휘도를 보장하게 된다.
한편, 상기 LED 조명은 LED 소자가 적정 전압의 직류전류에 의해 구동하는 특성에 의해 건축물에 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환하기 위한 A/D 컨버터를 수반하게 된다.
상기와 같은 A/D 컨버터는 교류를 강압하기 위한 트랜스 코일을 포함하게 되며, 이러한 트랜스 코일은 LED 모듈에서 상당한 크기로 배치되기 때문에 이를 적용한 제품이 대형화되는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근에는 SMPS(Switching Mode Power Supply)라 호칭되는 전원공급장치가 적용된다.
참고로, 상기 SMPS는 교류 주파수(50㎐~60㎐)를 직류로 변환하여 높은 주파수로 변경 (수십 ㎑~수백 ㎑)하여 사용하며, 이에 따른 고난도의 기술이 필요하다. 또한, 주파수를 변환 시켜주는 PWM(펄스폭 변조; Pulse width modulation) 방식으로 전원 이용률을 극대화함으로써 고효율과 경제성면에서 기존의 방식에 비해 높은 경쟁력을 겸비하였으며 전원의 안정도가 크게 향상되어졌다.
상기와 같은 기 출원발명은 LED의 빛 방출각도가 조절될 수 있는 반면, LED 소자 자체의 화각(빛 방출각도)가 크지 않기 때문에 빛 방출의 효율성을 향상시키는데 제한이 발생된다. 또한, 상기 기 출원발명은 그 크기가 대형화되어 소형의 채널사인 등에는 적용하기 어려우며, 각도를 조절하기 위한 관절부품의 개수가 증가하여 조립작업의 불편함에 따른 시간지연 및 생산성을 저하시키는 문제점이 노출된다. 뿐만아니라, 상기 기 출원발명은 그 크기가 대형이고 부품의 개수가 많기 때문에 높은 제작경비가 소모되어 제품의 단가가 높아지는 문제점이 발생된다.
또한, 상기와 같은 LED 조명에 전원공급을 위해 적용되는 SMPS는 전술한 장점에도 불구하고, 그 가격이 대단히 비싸기 때문에 단순 조명을 요구하는 LED 모듈에 적용되는 빈도가 대단히 낮다. 동시에, 상기 SMPS 자체도 LED 모듈의 크기에 대비하여 상당히 큰 크기이기 때문에 LED 모듈의 소형화에는 한계가 발생되어 제품 자체를 소형화하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.
이에 본 발명은, LED 모듈의 구성에서 LED 소자 자체가 최대로 확장된 각도 및 최대의 효율로 빛이 방출되도록 하며, 간소화된 정류회로와 LED개수의 조절에 의해 교류로 구동하는 엘이디 조명을 구현할 수 있도록 한 LED 조명모듈을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.
본 발명은, LED 소자가 실장되어 배치된 설치대와; 상기 LED 소자를 구동시키기 위해 외부의 교류전원을 입력받아 각 LED 소자에 목적하는 전압을 제공하는 LED 구동회로부; 상기 설치대에는 LED 소자에 의해 방출된 빛이 여러각도로 조절되도록 하기 위한 회전축 돌기가 돌출형성되고, 상기 설치대의 회전축 돌기가 형성된 지점과 대응되는 설치면에 회전축 돌기가 끼워져 회전될 수 있도록 한 피봇고리가 장착된 각도조절부;로 구성되며, 상기 LED 구동회로부는, 장치의 구동원이 되는 교류전원을 외부에서 입력받는 전원부와; 상기 입력된 전원을 브릿지 정류회로에 의해 정류하는 정류부와; 상기 정류부에서 정류된 전원을 공급받아 LED 소자를 구동하며, 입력된 전원에 대응하는 다수개의 LED 소자와 저항이 직렬연결되어 목적하는 전압에 의해 LED 소자가 구동되도록 한 LED 구동부;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은 상기 LED 소자의 빛이 방출되는 단부에 결합되어 LED 소자에서 방출된 빛의 화각을 확장시키기 위해 내부에 확장그루브가 형성된 화각확장렌즈를 더 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 전원부는 외부에서 정격을 초과하는 과도한 교류전원이 입력되면, 전원입력을 차단하기 위한 퓨즈를 포함하여 구성된다. 특히, 본 발명은 PWM 제어를 통해 전류의 입력량을 제어하여 LED 소자의 구동밝기를 조절할 수 있도록 한 컨트롤러를 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 LED 구동부는 다수의 LED 소자와 저항의 직렬연결된 구성을 1조로 하여 다수조가 병렬연결되어 구성된다.
한편, 상기 피봇고리는 적어도 회전축 돌기 둘레의 절반 길이보다 길 길이의 내주둘레를 가지며, 그 나머지 둘레구간이 개방된 탄성체로 형성되어 회전축 돌기를 탄력적으로 밀어 끼울 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명은 상기 회전축 돌기의 외주면에 방사상 1 이상의 걸림돌기가 형성되고, 이와 대응결합되는 피봇고리의 내주면에는 다수의 걸림홈이 형성되어 설치대를 각도별로 스테핑 회전시킬 수 있도록 구성된다. 특히, 상기 피봇고리는 회전축 돌기를 끼우기 위해 개방된 끝단이 라운드 형태를 유지하며 외측으로 연장형성된다.
이상에서와 같이 본 발명은, LED 소자 자체의 화각이 확장되며, 빛의 방출각도가 조절될 수 있도록 함에 따라 최대의 효율로 빛이 방출되며, 보다 소형화된 크기에 의해 소형의 채널사인 등에도 적용이 가능하여 그 가용성이 향상되고, 보다 단순화된 구성에 의해 낮은 경비로 제작되어 제품의 단가를 낮출 수 있게 되므로써 제품의 판매효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
나아가, 본 발명은 LED 조명을 구현하기 위한 구성에서 트랜스 코일이나 전용의 SMPS 등의 구성이 요구되지 않아 제품을 보다 소형화할 수 있게 되고, 보다 간소화된 회로구성에 의해 제작비용이 절감되어 소비자의 제품 만족도를 향상시킬 수 있게 되며, 보다 신속한 제품제작에 의해 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 LED 구동회로부 회로도.
도 4는 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 각도조절부 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 설치대 2: LED 구동회로부
3: 화각확장렌즈 4: 각도조절부
6: 베이스 10: 전원부
20: 정류부 30: LED 구동부
40: 컨트롤부 50: 회전축 돌기
60: 피봇고리
상기와 같은 본 발명이 적용된 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 분해 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 측면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 LED 조명모듈은 설치대(1), LED 구동회로부(2), 화각확장렌즈(3), 각도조절부(4)로 이루어진 기본 구성을 갖는다. 이 때, 상기 각도조절부(4)는 설치대(1)와 설치면(5)을 연결하며 설치되는 것으로, 상기 설치면(5)은 도면상 베이스(6)의 상면이다.
여기서, 상기 베이스(6)는 플레이트 형태의 부재로 설치면(5)에 각도조절부(4)가 설치된 상태에서 채널사인 내면, 또는 인테리어를 구현하기 위한 구조물의 벽면 또는 바닥면에 못이나 나사못, 접착제 등에 의해 결합되도록 구성된다. 즉, 상기 베이스(6)는 각도조절부(4)가 채널사인의 내면이나 구조물의 벽면 또는 바닥면에 직접 설치될 경우 제외될 수도 있는 구성이다.
상기 설치대(1)는 상면에 LED 소자(31)가 실장되어 배치된 플레이트 형태로 구성된다. 이 때, 상기 LED 소자(31)는 LED 구동회로부(2)에 의해 점멸되거나 빛의 밝기가 조절된다.
도 3은 본 발명에 의한 LED 조명모듈의 LED 구동회로부 회로도이다.
도면을 참조하면, 상기 LED 구동회로부(2)는 전원부(10), 정류부(20), LED 구동부(30)로 이루어진다.
상기 전원부(10)는 장치의 구동원이 되는 교류전원(11)을 외부에서 입력받기 위한 구성이다. 이 때, 상기 외부의 교류전원(11)은 본 실시예에서 한국표준으로 사용되는 220V의 전원이며 이에 따라 후술할 LED 구동부(30)의 LED 소자(31) 개수가 지정된다.
특히, 상기와 같은 전원부(10)는 특정한 상황시 외부의 전원을 차단하기 위한 퓨즈(12)를 포함한다. 여기서, 상기 특정한 상황은 합선 등의 불의의 요인에 의해 외부에서 정격을 초과하는 과도한 교류전원(11)이 입력되는 상황등을 의미한다.
상기 정류부(20)는 입력된 전원을 정류하기 위한 다이오드 회로로 구성된다. 이 때, 상기 다이오드 회로는 브릿지 정류회로(21)가 적용된다.
상기 LED 구동부(30)는 전술한 220V의 전원에 대응하여 다수개의 LED 소자(31)와 저항(32)이 직렬연결되어 구성된다. 이와 같은 LED 구동부(30)는 정류부(20)에서 정류된 전원을 공급받아 LED 소자(31)를 목적하는 전압으로 구동시키기 위한 구성이다.
즉, 도면에서와 같이 상기 외부의 교류 전압이 220V로 입력되고 LED 소자(31)의 구동전압이 3.2V일 때, 상기 LED 소자(31)는 60개를 배치하여 192V의 전압이 LED 소자(31)에 나누어져 인가되도록 하고, 나머지 8V의 전압이 저항에 걸리도록 하면 안정적인 회로를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 LED 구동부(30)를 더 증설하기 위해서는 다수의 LED 소자(31)와 저항(32)의 직렬연결된 구성을 1조로 하여 다수조가 병렬연결되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 LED 조명은 LED 소자(31)의 구동시 그 밝기를 조절하기 위해 컨트롤러(40)를 포함하여 구성된다. 이 때, 상기 컨트롤러(40)는 PWM(펄스 폭 변조) 제어를 통해 전류의 입력량을 제어하여 LED 소자(31)의 구동밝기를 조절하도록 구성된다.
다시 도 1과 도 2를 참조하면, 상기 화각확장렌즈(3)는 LED 소자(31)의 빛 방출각도를 확장시키기 위한 구성이다. 이와 같은 화각확장렌즈(3)는 LED 소자(31)의 빛 방출단부에 결합되며, 내측에 확장그루브(3a)가 "V" 형태로 형성되어 LED 소자(31)에서 방출된 빛이 도면상 수평이상의 각도로 확장되어 방출되도록 구성된 것이다.
이 때, 상기 빛이 방출되는 각도는 적어도 180°~250 °정도이며, 이는 화각확장렌즈(3)의 확장그루브(3a) 면에 LED 소자(31)의 빛이 반사되됨에 의해 확장된 각도를 얻게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 LED 조명모듈 중 각도조절부의 확대도이다.
도면을 참조하면, 상기 각도조절부(4)는 설치대(1)에 형성된 회전축 돌기(50)와, 베이스(6)의 설치면(5)에 장착된 피봇고리(60)의 결합에 의해 구성된다.
여기서, 상기 회전축 돌기(50)는 LED 소자(31)에 의해 방출된 빛이 여러각도로 조절되도록 하기 위한 구성으로 설치대(1)의 일측 또는 양측에 돌출형성된다. 특히, 상기 회전축 돌기(50)는 설치대(1)와 동일한 재질로 일체로 사출형성할 수 있지만, 이와 다르게 금속 등의 강도 높은 재질로 제작한 후 설치대(1)의 사출성형시 인서트 사출공정에 의해 일체화하여 각도조절부(4)의 강도를 높일 수 있다.
상기 피봇고리(60)는 설치대(1)의 회전축 돌기(50)와 대응되는 설치면(5)의 지점에 장착된다. 이와 같은 피봇고리(60)는 회전축 돌기(50)가 삽입되어 회전되도록 하기 위해 회전축 돌기(50)의 직경과 대응하는 내주직경을 유지하며 형성된다.
특히, 상기 피봇고리(60)는 둘레의 일측이 개방형성된다. 이는, 상기 피봇고리(60)가 적어도 회전축 돌기(50) 둘레의 절반 길이보다 길 길이의 내주둘레를 가지며, 그 나머지 둘레구간이 개방된 탄성체로 형성됨을 의미한다. 이로인해 상기 회전축 돌기(50)는 피봇고리(60)의 개방구간을 통해 밀어끼워넣는 행위로 간단히 장착될 수 있다.
또한, 상기 피봇고리(60)는 회전축 돌기(50)를 끼우기 위해 개방된 끝단이 라운드 형태를 유지하며 외측으로 연장형성된다. 이 구성은 채널사인 등과 같이 좁은 구간의 작업과정에서 회전축 돌기(50)를 피봇고리(60)에 끼워넣을 때, 상기 회전축 돌기(50)가 피봇고리(60)의 근접지점까지만 도착하면 연장형성된 라운드 면을 따라 쉽게 장착될 수 있도록 한 것이다.
상기와 같은 구성에 추가하여 회전축 돌기(50)와 피봇고리(60)에는 각각 걸림돌기(51)와 걸림홈(61)이 형성된다. 이 때, 상기 걸림돌기(51)와 걸림홈(61)은 각각의 형성위치를 회전축 돌기(50)와 피봇고리(60) 중 선택적으로 형성될 수 있는 구성이지만, 본 실시예에서는 회전축 돌기(50)에 걸림돌기(51)가 형성되고, 피봇고리(60)에 걸림홈(61)이 형성된 구성을 제시한다.
상기 걸림돌기(51)는 회전축 돌기(50)의 외주면에는 방사상 1 이상의 개수(도면에서는 8개) 형성되고, 상기 걸림홈(61)은 피봇고리(60)의 내주면에 다수의 개수로 형성되어 구성된다.
이와 같은 구성에 의해 상기 회전축 돌기(50)가 걸림홈(61)과의 걸림작용에 의해 각도별로 스테핑 회전되므로써, 상기 설치대(1) 상에 배치된 LED 소자(31)에서 방출되는 빛은 여러각도로 유지될 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. LED 소자(31)가 실장되어 배치된 설치대(1)와; 상기 LED 소자(31)를 구동시키기 위해 외부의 교류전원을 입력받아 각 LED 소자(31)에 목적하는 전압을 제공하는 LED 구동회로부(2); 상기 설치대(1)에는 LED 소자(31)에 의해 방출된 빛이 여러각도로 조절되도록 하기 위한 회전축 돌기(50)가 돌출형성되고, 상기 설치대(1)의 회전축 돌기(50)가 형성된 지점과 대응되는 설치면(5)에 회전축 돌기(50)가 끼워져 회전될 수 있도록 한 피봇고리(60)가 장착된 각도조절부(4);로 구성되며,
    상기 상기 LED 구동회로부(2)는, 장치의 구동원이 되는 교류전원(11)을 외부에서 입력받는 전원부(10)와; 상기 입력된 전원을 브릿지 정류회로(21)에 의해 정류하는 정류부(20)와; 상기 정류부(20)에서 정류된 전원을 공급받아 LED 소자(31)를 구동하며, 입력된 전원에 대응하는 다수개의 LED 소자(31)와 저항(32)이 직렬연결되어 목적하는 전압에 의해 LED 소자(31)가 구동되도록 한 LED 구동부(30);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 소자(31)의 빛이 방출되는 단부에 결합되어 LED 소자(31)에서 방출된 빛의 화각을 확장시키기 위해 내부에 확장그루브(3a)가 형성된 화각확장렌즈(3)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전원부(10)는
    외부에서 정격을 초과하는 과도한 교류전원(11)이 입력되면, 전원입력을 차단하기 위한 퓨즈(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    PWM 제어를 통해 전류의 입력량을 제어하여 LED 소자(31)의 구동밝기를 조절할 수 있도록 한 컨트롤러(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 한 항에 있어서, 상기 LED 구동부(30)는
    다수의 LED 소자(31)와 저항(32)의 직렬연결된 구성을 1조로 하여 다수조가 병렬연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 피봇고리(60)는
    적어도 회전축 돌기(50) 둘레의 절반 길이보다 길 길이의 내주둘레를 가지며, 그 나머지 둘레구간이 개방된 탄성체로 형성되어 회전축 돌기(50)를 탄력적으로 밀어 끼울 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전축 돌기(50)의 외주면에는 방사상 1 이상의 걸림돌기(51)가 형성되고, 이와 대응결합되는 피봇고리(60)의 내주면에는 다수의 걸림홈(61)이 형성되어 설치대(1)를 각도별로 스테핑 회전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
  8. 제 1 항, 제 6 항, 제 7 항 중 한 항에 있어서, 상기 피봇고리(60)는
    회전축 돌기(50)를 끼우기 위해 개방된 끝단이 라운드 형태를 유지하며 외측으로 연장형성된 것을 특징으로 하는 교류전원 LED 조명모듈.
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