KR20090118140A - Replacement technology fluorescent lamp by led lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 조명에 관한 것으로, 구체적으로 기존의 형광등을 LED 조명으로 교체하거나 신설되는 조명을 LED 조명으로 대체하는 데 있어서, LED 조명에 상존하는 고비용과 저효율을 개선하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to LED lighting, and more particularly, to a technique for improving the high cost and low efficiency existing in LED lighting in replacing an existing fluorescent lamp with LED lighting or replacing a newly-installed lighting with LED lighting.
본 발명이 속하는 기술 분야는 LED 조명기술로 LED 조명은 전력소모가 적고 수명이 길어 차세대 조명기술로 각광을 받고 있다. 그래서 LED 소자를 이용한 LED 조명기구가 제작되고 있으나 가격이 기존의 형광등이나 기타 등기구에 비해 3~5 배 이상 비싸 당장 보급되기가 어려워 인테리어 등 특별한 경우에만 설치되고 있다.The technical field of the present invention is LED lighting technology, LED lighting has been in the spotlight as the next generation lighting technology because the power consumption is low and long life. Therefore, LED lighting fixtures using LED devices are being produced, but the price is more than three to five times more expensive than conventional fluorescent lamps or other lighting fixtures, so it is difficult to spread immediately and is installed only in special cases such as interiors.
그리고 현재 조명으로 가장 많이 사용하고 있는 형광등을 LED 조명기구로 교체할 경우도 역시 LED 조명기구 자체의 가격도 부담스럽지만 건축 천장재의 구조 변경이 요구되므로 교체는 더욱 어려워진다. 그래서 LED 램프를 기존의 형광 램프 모양과 같이 투명한 튜브처럼 제작하여 기술이 있으나 이 방법은 설치는 간편하나 효율이 낮고 가격이 비싼 단점이 있다.In addition, the replacement of fluorescent lamps, which are currently used for lighting, with LED lighting fixtures is also expensive, but it is more difficult to change the structure of building ceiling materials. So, there is a technology to make the LED lamp like a transparent tube like a conventional fluorescent lamp, but this method is easy to install, but has the disadvantage of low efficiency and high price.
정부는 2003년부터 ‘LED반도체조명산업 발전전략’을 차세대 성장동력사업으로 펼치면서 LED조명 15/30 보급프로젝트’를 마련, 병행 추진하고 있고 국제시장 경쟁력을 확보하기 위해 LED표준화작업도 본격 착수하는 등 LED 조명 정책 전개에 역점을 두고 있으나 LED조명기구의 제작비용과 조명효율의 문제점 때문에 LED 조명기구의 보급이 답보 상태에 있어 정부에서는 보급 확산을 위한 기술개발과 아울러 아이디어 발굴에 노력하고 있다.Since 2003, the government has implemented the LED semiconductor lighting industry development strategy as a next-generation growth engine project, and has been promoting LED lighting 15/30 dissemination project in parallel.In order to secure competitiveness in the international market, LED standardization work is also undertaken. Although the focus is on the development of lighting policy, the proliferation of LED lighting fixtures is stagnant due to the problems of manufacturing cost and lighting efficiency of LED lighting fixtures. Therefore, the government is trying to develop ideas and spread ideas to spread the spread.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 형광등을 LED 조명으로 교체 시 기존의 등기구를 그대로 사용하여 교체 비용을 절감하면서 조명효율은 높이는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to provide a method of improving the lighting efficiency while reducing the replacement cost by using the existing luminaires as it is when replacing the fluorescent lamp with LED lighting to solve the above problems.
본 발명은 기존의 형광등을 LED조명으로 교체 시 교체비용을 절감하는 기술, 조명효율을 높이는 기술, 배광의 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for reducing the replacement cost when replacing the existing fluorescent lamp with LED lighting, a technology for improving the lighting efficiency, light distribution technology.
먼저 교체비용을 절감하기 위해서는 기존의 등기구를 사용하면서 LED 모듈의 제작비용을 낮추어야한다. 보통의 경우 LED 모듈은 LED 칩소자를 COB(Chip On Board)방식으로 금속판(MCPCB)에 직접 실장하여 패키지 한다. 상기 금속판은 방열 과 LED 모듈의 기계적강도(LED 모듈은 약한 충격에도 취약함)를 위해 수 mm 이상의 두꺼운 금속판을 사용하는데, 두꺼운 금속판은 가격이 비싸 LED 모듈 제작비가 상승하는 주요인이 된다. First, in order to reduce the replacement cost, it is necessary to lower the manufacturing cost of the LED module while using existing luminaires. In general, the LED module is packaged by mounting the LED chip element directly to the metal plate (MCPCB) by the COB (Chip On Board) method. The metal plate uses a thick metal plate of several mm or more for heat dissipation and the mechanical strength of the LED module (the LED module is vulnerable to a weak impact).
LED 모듈의 제작비를 낮추기 위한 방법으로 1mm 이하의 얇은 금속판을 사용한다. 그리고 얇은 금속판으로 인하여 약해진 기계적 강도를 보완하는 수단으로 리드 프레임과의 금속판 사이의 형성되는 절연층을 FR4 같은 수지로 된 값싼 절연층을 두껍게 하여 기계적 강도를 유지하도록 제작함으로써 LED 모듈의 제작비를 크게 낮출 수 있게 된다.To reduce the manufacturing cost of the LED module, a thin metal plate of 1 mm or less is used. And as a means of compensating the weak mechanical strength due to the thin metal plate, the insulation layer formed between the lead plate and the metal plate is made to maintain the mechanical strength by thickening the cheap insulation layer made of resin such as FR4, thereby greatly reducing the manufacturing cost of the LED module. It becomes possible.
LED 조명의 효율을 결정하는 기술은 LED 칩소자 기술과 패키지 기술에서 결정된다. 패키지 기술에서 가장 중요한 것이 방열(열 발산) 문제이다. 대게 방열은 방열판을 부착하여 해결하는 것이 통상의 기술이나 본 발명에서는 별도의 방열판을 사용하지 않고 우수한 방열 효과와 함께 비용 절감효과를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 형광등기구에는 빛의 손실을 방지하기 위해 금속으로 된 반사갓이 있는데, 그 반사갓을 방열판으로 이용하는 것이다. 일반적으로 방열은 방열판의 넓이에 비례하므로 LED 모듈을 반사갓에 밀착 고정하면 LED 칩소자에서 발생하는 열이 넓은 반사갓 전체에 빠른 속도로 퍼짐으로써 면적이 좁은 방열판으로 패키지 하는 LED 모듈보다 방열효과가 커 결국 발광 효율을 크게 높여 준다.The technology for determining the efficiency of LED lighting is determined by LED chip device technology and package technology. The most important issue in packaging technology is the issue of heat dissipation. Usually, the heat dissipation is solved by attaching a heat sink, but the present invention proposes a method of achieving a cost reduction effect with excellent heat dissipation effect without using a separate heat sink. Fluorescent light fixtures have a reflector made of metal to prevent the loss of light, which is used as a heat sink. In general, heat dissipation is proportional to the width of the heat sink. Therefore, if the LED module is closely fixed to the reflector, the heat generated from the LED chip element spreads rapidly over the entire reflector. It greatly improves the luminous efficiency.
그리고 조명효율을 높이기 위해서는 소비전력을 줄여야 하는데 형광등 안정기는 고효율이라 할지라도 안정기의 자체 전력소모가 존재하고 안정기를 그대로 사용할 경우 안정기의 수명이 짧아 그로 인해 전체적인 수명에도 지장을 줌으로 안정기를 제거하고 LED 모듈에 220V 교류 전원을 직접 연결할 수 있도록 LED 모듈을 패키징하도록 한다.And in order to improve the lighting efficiency, the power consumption should be reduced. Even though the fluorescent ballast has high efficiency, its own power consumption exists, and if the ballast is used as it is, the life of the ballast is short. Package the LED module so that you can connect 220V AC power directly to the module.
그리고, 일반적으로 LED 조명의 경우는 직진성이 형광등보다 강하기 때문에 형광등처럼 전후좌우 넓은 면적을 고루 비추기 위해 배광기술이 필요하다. LED 소자를 실장할 LED 모듈의 베이스를 형광램프 크기로 길게 하여 발광면적을 넓게 하는 한편, LED 모듈을 반사갓에 고정할 때 평면과 수직으로 설치하는 것이 아니라 반사갓을 제작할 때 LED 모듈의 고정면을 좌우측(M자형)으로 기울도록 하여 좌우측으로 빛이 확산 되도록 한다.In general, in the case of LED lighting, since linearity is stronger than fluorescent lamps, light distribution technology is required to uniformly illuminate a large area in front, rear, left, and right sides like a fluorescent lamp. The base of the LED module on which the LED element is to be mounted is extended to the fluorescent lamp size to widen the light emitting area, and when fixing the LED module to the reflector, the fixing surface of the LED module is left and right when manufacturing the reflector instead of installing it perpendicular to the plane. Tilt it to the (M-shape) to diffuse the light to the left and right.
이상에서와 같이 LED 조명은 에너지절감이 뛰어나고 친환경적이며 국제적 환경 규제에 대응할 수 있는 기술로 빠른 보급이 필요한 것으로, LED 조명의 보급을 조속히 확대하기 위해서는 신설되는 등기구를 LED 조명으로 설치하든 기존의 등기구를 LED 조명으로 교체하든 비용문제와 조명효율 문제가 해결되어야 하는데 본 발명의 기술을 이용할 경우 간편하면서 교체비용은 획기적으로 줄일 수 있고 형광등을 이용하는 간판에도 적용이 가능하여 전력 절감 등 많은 경제적 이익을 기대할 수 있다.As mentioned above, LED lighting is a technology that is excellent in energy saving, environmentally friendly, and able to respond to international environmental regulations, and needs to be rapidly spread.In order to expand the spread of LED lighting promptly, existing lighting fixtures should be installed as LED lights. The cost problem and the lighting efficiency problem should be solved even if it is replaced by the LED lighting. If the technology of the present invention is used, the replacement cost can be drastically reduced and it can be applied to a signboard using fluorescent lamps, so that many economic benefits such as power saving can be expected. have.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 기존의 형광등의 조립상세도로 그림 (A)는 형광램프, 그림 (B)는 형광등기구, 그림 (C)는 형광램프(1)를 고정 크램프(3)에 끼워 완성된 형광등을 표현한 것이다.1 is a detailed assembly diagram of a conventional fluorescent lamp (A) is a fluorescent lamp, (B) is a fluorescent lamp fixture, (C) is a fluorescent lamp (1) is inserted into the fixed clamp (3) to represent the completed fluorescent lamp. .
도 2의 그림(A)는 LED 칩소자를 COB(Chip ON Board)방식으로 금속판(6)에 직접 실장하여 패키지한 LED 모듈의 단면도이다. 금속판(6)과 리드프레임(11) 사이에 얇은 절연층이 형성되고 그 위에 반사코팅막(8)이 형성되는 구조이다. 이 경우 방열과 LED 모듈의 기계적강도(LED 모듈은 약한 충격에도 취약함) 를 위해 수 mm 이상의 두꺼운 금속판(6)을 사용하는데, 두꺼운 금속판(6)은 가격이 비싸 LED 모듈 제작비가 상승하는 주요인이 된다.Figure (A) of Figure 2 is a cross-sectional view of the LED module packaged by mounting the LED chip element directly to the
LED 모듈의 제작비를 낮추기 위한 방법으로 금속판의 두께를 작게 해야 하는데, 그러한 경우 LED 모듈 전체의 기계적 강도가 약해져 LED 모듈의 불량이 예상된다. 그래서, 본 발명에서는 그림(B)처럼 두꺼운 금속판(6)을 사용하지않고 1mm 이하의 얇은 금속판(6)을 사용한다. 그리고 얇은 금속판(6)으로 인하여 약해진 기계 적 강도를 보완하는 수단으로 리드 프레임(11)과의 금속판(6) 사이의 형성되는 절연층(7)을 FR4 같은 수지로 된 값싼 절연층(7)을 두껍게 하여 기계적 강도를 유지하도록 제작함으로써 LED 모듈의 제작비를 크게 낮출 수 있게 된다. 그림 (C)는 패키지가 완료된 LED 모듈(20)의 평면도이다.In order to reduce the manufacturing cost of the LED module, the thickness of the metal plate should be reduced. In such a case, the mechanical strength of the entire LED module is weakened, and the LED module is expected to be defective. Thus, in the present invention, a
한편, 상기와 같이 얇은 금속판을 사용함으로써 상대적으로 취약해진 방열 기능을 보완하기 위해, 도 3의 그림 (A)처럼 형광등기구에서 형광램프를 제거하고 LED 모듈(20)를 반사갓(4)에 밀착 고정하면 LED 칩소자에서 발생하는 열이 반사갓(4) 전체에 빠른 속도로 퍼짐으로써 두꺼운 금속판으로 패키지하는 LED 모듈보다 방열효과가 커 결국 발광 효율을 크게 높여 준다. 이때 LED 모듈(20)과 반사갓(4) 사이에 열전도가 잘 되도록 처리하는 공정이 필요하다. 그리고, 반사갓(4)은 방열 기능뿐만 아니라 본래의 기능인 빛의 손실을 막아 조명 효율도 높여 준다.On the other hand, in order to compensate for the heat dissipation function that is relatively weak by using a thin metal plate as described above, as shown in Figure (A) of Figure 3 to remove the fluorescent lamp from the fluorescent lamp fixture and fixing the
도 4의 그림 (A)는 LED 모듈(9)을 보호하기 위해 반원통 모양의 투명한 합성수지로 된 글로브(22)를 반사갓(4)에 고정하며 이때 빛의 확산을 위해 확산기능을 갖는 글로브를 설치할 수도 있다. 그림 (B)는 글로브(22)가 설치된 모습의 평면도이고 그림 (C)는 단면도이다.Figure (A) of Fig. 4 secures the
도 5의 그림 (A)를 보면, 형광램프처럼 플러그 갖는 글로브(22)를 제작하여 그림 (B)와 같이 형광램프 고정 크램프(3)에 설치하면 교체 후에 형광등기구의 모 양도 어색하지 않아 좋다. 그림 (B)는 글로브(22)가 설치된 모습의 평면도이고 그림 (C)는 단면도이다.Referring to Figure (A) of Figure 5, if the
도 6의 그림 (A)는 2등용 형광등에서 발산되는 빛의 배광도이며 그림 (B)는 LED 조명의 배광도이다. 비교해 보면 형광등이 LED 조명보다 빛이 넓게 발산되어 일반조명에 유리하나 LED조명의 경우 직진성이 강해 넓은 지역을 고루 비추는 데는 한계가 있어 일반적으로 확산판을 사용하게 되는데 이러한 방법은 제작비 상승과 조명효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 발명에서는 도 2의 그림 (C)처럼 LED 모듈의 베이스를 형광 램프길이만큼 길게 하여 LED 칩소자가 넓게 고루 실장되도록 하면 일단 전후 방향의 빛의 확산은 해결된다. 이어서 좌우 측면의 확산은 반사갓의 기울기를 적절히 이용하여 해결하는 것이다. 그림 (C)는 본 발명의 실시 예로서 LED 모듈이 적절한 기울기를 갖는 반사갓에 고정되어 있는 모습으로 상기 형광등의 배광도 처럼 넓은 지역에 고루 빛을 발산할 수 있게 된다. Figure (A) of Figure 6 is a light distribution of light emitted from a fluorescent lamp for two lamps, Figure (B) is a light distribution of LED lighting. In comparison, fluorescent lamps emit more light than LED lights, which is advantageous to general lighting, but LED lighting has a strong straightness, so there is a limit to illuminate a large area. Generally, diffuser plates are used to increase production costs and lighting efficiency. It causes the deterioration. In the present invention, as shown in (C) of FIG. 2, when the base of the LED module is lengthened by the length of the fluorescent lamp so that the LED chip elements are evenly mounted, the diffusion of light in the front and rear directions is solved. Subsequently, the diffusion of the left and right sides is solved by appropriately using the inclination of the reflection shade. Figure (C) is an embodiment of the present invention, the LED module is fixed to the reflector having a proper inclination, it is possible to emit light evenly in a large area, such as the light distribution degree of the fluorescent lamp.
도 7의 (A)는 기존의 형광등 회로도이다. 형광등 안정기는 고효율이라 할지라도 안정기의 자체 전력소모 전력이 존재하고 안정기를 그대로 사용할 경우 안정기의 수명이 짧아 그로 인해 전체적인 수명에도 지장을 주므로 안정기를 제거하고 LED 모듈에 220V 교류전원을 직접 연결할 수 있도록 LED 모듈을 패키징하도록 한다. (B)는 본 발명의 실시 예로 형광등 안정기(30)를 제거하고 LED 모듈에 220V 교류 전원을 직접 연결할 수 있도록 구성된 회로도로 안정기(30)의 자체 전력소모를 없애고 안정기(30)의 불량이나 짧은 수명으로 인한 문제점도 해결할 수 있다.Fig. 7A is a conventional fluorescent lamp circuit diagram. Even though fluorescent ballasts are highly efficient, they have their own power consumption power, and if they are used as they are, the lifespan of the ballasts will be short, which will affect the overall lifespan. Package the module. (B) is a circuit diagram configured to remove the
상기와 같은 본 발명의 기술은 형광등을 LED 조명으로 교체하는 경우뿐만 아니라 새로운 등기구를 제작하는 경우에도 비용 절감과 효율을 높이는 효과를 얻을 수 있다는 것을 통상의 기술을 갖는 자라면 알 수가 있을 것이다.As described above, the art of the present invention will be appreciated by those having ordinary skill in the art that it is possible to obtain the effect of reducing the cost and increasing the efficiency even when the fluorescent lamp is replaced with the LED light as well as when manufacturing a new luminaire.
도1은 기존의 형광등기구를 도시한 예시도1 is an exemplary view showing a conventional fluorescent light fixture
도2는 LED 모듈을 패키지하는 예시도2 is an exemplary diagram for packaging an LED module
도3은 LED 모듈을 형광등기구에 고정한 예시도3 is an exemplary view of fixing the LED module to a fluorescent lamp fixture
도4은 보호 글로브를 설치한 예시도4 is an exemplary view in which a protective glove is installed
도5는 보호 글로브를 설치한 예시도5 is an exemplary view of installing a protective glove
도6은 LED 모듈의 배광 예시도6 is an exemplary diagram of light distribution of an LED module
도7는 LED 모듈 회로 예시도7 is a diagram illustrating an LED module circuit
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1: 형광램프 2: 형광등기구 3: 램프고정 크램프 1: fluorescent lamp 2: fluorescent light fixture 3: lamp fixing clamp
4: 반사갓 5: LED 칩소자 6: 금속판4: reflection shade 5: LED chip element 6: metal plate
7: 절연체 8: 반사코팅 9: 보호몰딩7: insulator 8: reflective coating 9: protective molding
10: 와이어 11: 리드프레임 12: 리드선 10: wire 11: lead frame 12: lead wire
20: LED 모듈 22: 글로브 30: 안정기 20: LED module 22: globe 30: ballast
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KR200453273Y1 (en) * | 2009-05-07 | 2011-04-15 | 새빛이앤엘 주식회사 | buried type led lighting fixtures |
CN103343904A (en) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 王珏越 | Integrated photoelectric engine module |
CN104633495A (en) * | 2014-12-16 | 2015-05-20 | 连立华 | LED fluorescent lamp |
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2008
- 2008-05-13 KR KR1020080043745A patent/KR20090118140A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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