KR20100004977U - Ｌｅｄ 스트립 램프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LED 스트립 램프에 관한 것으로서, 양단이 개구 형태인 투광 스트립 램프; 스트립 형태를 가지며, 그 위에 복수 개의 LED 패키지 전구가 설치되고, 상기 투광 스트립 램프 내에 네스팅 되며, LED 구동회로를 가지고 있는 회로기판; 상기 투광 스트립 램프의 양단의 개구에 각각 설치되고, 상기 LED 구동회로와 전기적으로 접속되는 두 전극을 포함하며; 상기 회로기판 위의 LED 패키지 전구는 3개 배열을 가지고 있고, 중앙의 LED 패키지 전구는 양측의 LED 패키지 전구보다 적어도 2mm 이상 높아 중간이 볼록한 대칭되는 아크 형태를 형성한다. 이와 같은 구성으로 상기 배열의 LED가 발생하는 광원은 높낮이를 이용하여 서로 교차되며, 서로 보충하는 균일한 면광원을 형성하게 하여 휘도(Lux) 및 균일 효과를 제고한다.

투광 스트립 램프, LED 패키지 전구, 펄스 발진기, 면광원, 반송파 신호 변조 유닛, 미적분 처리기, 전압 전류 변조 유닛

Description

ＬＥＤ 스트립 램프{LED STRIP LAMP}

본 고안은 LED 스트립 램프에 관한 것으로, 특히 상기 배열 형태의 LED에 관한 것으로서 중간이 높고 양측이 낮은 돌출된 대칭 아크 형태를 가지게 하여 균일한 면광원을 형성하게 한다.

일반적으로 형광등은 사람들의 생활에서 없어서는 안 되는 조명 도구로서 형광등의 스트립 램프 내에는 수은 금속이 있으며, 형광등이 깨졌을 때 스트립 램프 중의 수은 증기가 발산되어 인체 건강에 매우 큰 위험이 되고있다. 또한, 형광등의 수명이 길지 않고 일정 시간을 사용한 후 깜빡이기 시작하다가 파괴되기 때문에 사람들이 자주 형광등 교체에 어려움을 겪고 있다.

따라서 과학기술의 발전 및 LED 기술의 발전에 따라, LED의 절전 및 수명이 긴 장점에 따라 LED 스트립 램프를 개발하여 종래의 형광등을 대체하는 회사도 있다.

다음, 도 1a, 1b는 특허 공고 M272935호의 종래의 LED 스트립 램프(60)를 제시하였으며, 스트립 램프(61), 회로기판(62), LED(63) 및 산광판(64)을 포함하여 구성된다. LED(63)에 점등할 때 고온이 생성되기 때문에 스트립 램프(60) 내에 많 은 LED를 설치할 수 없으며, 그렇지 않으면 산열이 나쁜 문제점이 있게 된다. 그러나 단일 배열의 LED(63)로 구성된 단일 광원은 균일하게 발광할 수 없으며, 눈을 자극할 뿐만 아니라 조명 효과도 좋지 않다. 상기 고안은 LED(63)의 아래쪽에 산광판(64)을 설치하여 확산 광원의 목적을 달성하고 있다. 그러나 그 휘도(Lux) 효과는 여전히 개선될 여지가 있다.

또한, 도 2는 특허 공고 M330422호의 LED 스트립 램프(70)의 단면도를 나타내며, 스트립 램프(71)내의 회로기판(72) 위에 두 배열의 LED(73)를 설치하여 휘도를 증가시켰다. 그러나 LED가 발사하는 광원은 모두 방향성을 가지고 있으며, 예를 들어 그 발산각도는 약 45°~60°사이이고, 두 배열에 같은 높이의 LED(73)에는 사각지대가 있어 밝은 빛을 발사할 수 없으며; 내관벽에 파도 형태의 확산 광원이 설치되더라도 휘도 방면에서 여전히 균일하지가 않다.

그 외에, 높은 파워 LED의 입력 파워에서 15~20%만 빛으로 전환되고 나머지 80~85%가 열로 전환되며; 만약 이러한 열에너지를 효과적으로 처리하지 않고 외부로 배출되면, LED 결정 경계면의 온도가 과도하게 높아져 파장에 영향을 주어 발광 효율이 감소하거나 수명이 감소하는 문제를 발생시키기 때문에, 시스템에서 나타나는 열 문제는 제품 기능의 장단점에 영향을 주는 관건이며; 때문에 종래에 산열 기술문제를 처리할 때, 일반적으로 LED 내부 열전도 패키지 및 전구 산열 설계 등 두 가지 항목으로 진행하기 때문에 패키지 제작 원가의 제어, 부피와 무게의 한계는 모두 매우 큰 영향을 발생시키며, 심지어 어려움을 가져다준다.

이로 하여 현재 LED는 조명 사용에 많이 보급되지 않았으며, 그 원인은 LED 패키지로 산열하는 효율은 한계가 있으며, 그 원인은 작동 전압 및 전류의 불변 하에 고온을 형성하기 때문에 어떠한 패키지로 산열을 하던 이상적인 효과를 얻을 수 없다.

도 3은 종래의 특허 공고 제 M288918호의 LED 스트립 램프(80)이며, 내부의 LED(82)의 고온을 순조롭게 산열시키기 위하여 스트립 램프에 많은 산열판(81)을 설치한 것이다. 그러나 이는 부피를 증가시켜 실내 공간 설치에 불리하며, 더욱 중요한 것은 전구 표면은 여전히 고온 상태이다. 예를 들어, LED를 광원으로 사용하는 스탠드의 외곽이 매우 뜨겁게 되어 그 주위도 매우 덥게 되어 사용자의 사용에 영향을 줄뿐만 아니라 전구가 반드시 금속 외곽을 사용하도록 제한되며, 그렇지 않으면 고온에 의해 변형되거나 심지어 소각되는 위험성을 가지고 있다. 그렇기 때문에 전체적으로 아직 개선할 여지가 있다.

본 고안의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED 패키지 배열의 높이 차이를 이용하여 LED 방향성에 의해 발광 각도의 제한을 해결하며, 서로 다른 높이의 LED 패키지체가 발사하는 광선이 서로 교체하고 보완하여 균일한 면광원을 형성함으로써 휘도 및 균일 효과를 제고하는 LED 스트립 램프를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 다른 목적은 변조 기능을 가지는 LED 구동회로를 사용하여 스트립 램프 내부에 고온을 생성시키지 않게 하여 안전 및 절전을 이루며, 사용수명을 길게 하는 효과를 가지게 하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 LED 스트립 램프 구조는,

양단이 개구 형태인 투광 스트립 램프;

스트립 형태를 가지며, 그 위에 복수 개의 LED 패키지 전구가 설치되고, 상기 투광 스트립 램프 내에 네스팅 되며, LED 구동회로를 구비한 회로기판;

상기 투광 스트립 램프의 양단의 개구에 각각 설치되고, 상기 LED 구동회로와 전기적으로 접속되는 두 전극을 포함하며;

상기 회로기판 위의 LED 패키지 전구는 3개 배열을 가지고 있으며, 중앙의 LED 패키지 전구는 양측의 LED 패키지 전구보다 적어도 2mm 이상 높아 중간이 볼록 한 대칭되는 아크 형태를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 LED 스트립 램프 구조는 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 고안은 저전압 및 저전류 상태에서, 높은 휘도, 높은 파워의 LED를 구동하게 되며, 에너지 절약 효과가 있을 뿐만 아니라 산열문제를 해결하여 외부에 산열장치를 설치하지 않아도 되기 때문에, 스트립 램프의 부피는 원래대로 유지 할 수 있으며, 이로 하여 구형 전구에 사용할 수 있고, 교체 하지 않아도 되는 편리성과 실용성을 가진다.

앞에서 기술한 바와 같이 본 고안이 제안한 구조는 종래에는 존재하지 않았으며, 효과 증가를 이룰 수 있고, 또한 산업에 이용성을 제공할 수 있기 때문에 특허 조건에 부합되며, 특허를 허가하여 발명을 격려하기 바란다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 동작을 설명한다.

먼저, 도 4, 5를 참조하면, 본 고안에 따른 바람직한 실시예는 다음 내용을 포함한다.

투광 스트립 램프(10), 양단이 개구(11) 형태이고, 플라스틱, 아크릴 및 유리 중 어느 한 가지 재료로 구성되며, 그 내관벽에 위치 고정하는 리브(12)를 대칭 설치한다. 물론 필요할 때 내관벽 발광면을 비파도형태 또는 거친 면 등 구조로 설정할 수 있으며; 이는 종래의 기술(Prior Art)이며 본 고안의 특허 목적이 아니기 때문에 여기서 더 기술하지 않는다.

회로기판(30), 스트립 형태를 가지며, 그 위에 복수 개의 LED 패키지 전구(40)가 설치되고, LED의 종류가 많고 본 실시예는 패키지 된 전구 형태의 LED 구조에 대해 설치되었으며; 또한 상기 회로기판(30)은 LED 구동회로(50)를 구비한다.

두 전극(20), 상기 투광 스트립 램프(10)의 양단의 개구(11)에 각각 설치되며, 상기 LED 구동회로(50)와 전기적으로 접속된다. 바람직한 실시예에서, 상기 전극(20) 내측에 상기 투광 스트립 램프의 개구(11)를 삽입할 수 있는 네스트(21)를 설치하며, 상기 네스트(21)는 절연체 재료 구성을 포함한다.

본 고안의 가장 중요한 특징은 도 6, 7에 나타내듯이, 상기 회로기판(30) 위의 LED 패키지 전구(40)는 3개 배열을 가지고 있으며, 중앙의 LED 패키지 전구(41)는 양측의 LED 패키지 전구(42)보다 적어도 2mm 이상 높아 중간이 볼록한 대칭되는 아크형태를 형성한다. 이 높낮이를 응용하여 3개 배열의 LED 패키지 전구(41, 42)가 빛을 발사할 때, 서로 교차되어 광선 사각지대의 발생 가능성을 줄여주며, 빛의 균일성을 제고하여 발광면(13)이 균일한 면광원으로 나타나게 된다. 이로 인하여, 사용자가 스트립 램프를 보았을 때 종래의 점광원처럼 눈을 자극하지 않으며, 사용할 때 더욱 밝고 균일하며 시력에 대해 편안하게 한다.

그 외, 상기 배열의 LED 패키지 전구(40)로 하여금 낮은 전압 및 낮은 전류 상태에서 구동하기 위하여, 본 고안에 따른 LED 구동회로(50)에 대한 바람직한 실시예는 도 8에 나타낸 것과 같으며,

LED 부하단(140)이 요구하는 전원을 공급하는 직류전원(110);

직류 전원(110)이 입력한 전류로 펄스(Pulse)신호 전압(V1)을 생성하는 펄스 발진기(Pulse OSC)(111);

상기 펄스 발진기(111)의 출력단에 연결되며 상기 펄스 신호 전압(V1)을 증폭하여 증폭 신호 전압(V2)을 얻는 전치 증폭기(112);

미적분 처리기(121)를 포함하며, 신호 비교 회로(122)는 상기 미적분 처리기(121)와 연결되고, 적어도 3개의 신호 처리기(123, 124, 125)가 상기 신호 비교 회로(122)와 연결되며, 각 신호 처리기(123~125)는 각각 신호 미분 증폭기(126, 127, 128)와 연결되며, 상기 증폭된 신호 전압(V2)을 적어도 3차 이상 신호 전압 비교 처리를 진행하여 하나의 비교 신호 전압(V3)을 출력하는 반송파 신호 변조 유닛(120);

신호 변환기(131)를 포함하여 비교 신호 전압(V3) 주파수를 변환하며, 각각 DC 전압 처리기(132)와 정전압 회로(133) 및 DC 전류 처리기(134)와 정전류 회로(135)를 통한 처리 후에, 파워 증폭기(136)로 비교 처리 후의 정전압(V4)과 정전류(I4)를 증폭하여 상기 LED 부하단(140)에 전송하는 전압 전류 변조 유닛(130); 및

상기 LED 부하단(140)과 상기 미적분 처리기(131) 사이에 연결되고, 상기 LED 부하단(140)이 부하 신호 전압(V5)을 얻으며, 피드백 후의 비교신호 전압(V6)을 상기 미적분 처리기(121)의 입력단에 보내고, 그 처리 후에 상기 신호 처리기(123~125)는 3차 이상의 소프트웨어 프로그램 변조 동작을 하며, 상기 신호 미분 증폭기(126, 127, 128)로 감쇠된 신호 전압을 자동으로 보상 증폭하고, 각각 상기 DC전압처리기(132) 및 상기 DC전류처리기(134)에 연결하여, 상기 파워 증폭기(136)로 하여금 새로운 작동 전압 신호(V4m)를 출력하며, 상기 LED 부하단(140)을 다시 구동시키고, 이를 이용하여 작동 전압 신호의 변조 동작을 수정하여 상기 LED 부하단(140)으로 하여금 저전압 및 저전류로 구동되게 함으로써 산열 온도를 억제하는 피드백 신호 회로(150)를 포함한다.

본 고안에 따른 상기 LED 구동회로(50)는 LED 부하단(140)에서 비교 신호 전압(V6)을 피드백 획득하며, 미적분 처리기(121)를 통하여 실시간으로 신호 전압을 비교하고, 적어도 3차 이상의 소프트웨어 변조 동작을 통하여, 신호 미분 증폭기로 감쇠된 신호의 전압을 자동을 조절하여 보상 증폭하며, 새로운 작동 전압신호로 전압 및 전류를 변화시키고, 측정을 통하여 저 전류 상태에서 LED를 구동할 수 있으며, 온도로 하여금 40 ℃~50℃를 유지하게 되어 고온을 형성하지 않는다.

그렇기 때문에, 본 고안은 저전압 및 저전류 상태에서, 높은 휘도, 높은 파워의 LED를 구동에 도달되며, 에너지 절약 효과가 있을 뿐만 아니라 산열문제를 해결하여 외부에 산열장치를 설치하지 않아도 되기 때문에 스트립 램프의 부피는 원래대로 유지 할 수 있고, 이로 인하여 구형 전구에 사용할 수 있으며, 교체 하지 않아도 되는 편리성과 실용성을 가진다.

위에서 본 고안의 바람직한 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어져서는 아니 되며 후술하는 실용신안등록청구의 범위뿐만 아니라 이 실 용신안등록청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1a, 1b는 종래의 M272935호 특허의 LED 스트립 램프의 입체도와 단면도이며,

도 2는 종래의 M330422호 특허의 LED 스트립 램프의 단면도이며,

도 3은 종래의 M288918호 특허의 LED 스트립 램프의 단면도이며,

도 4는 본 고안에 따른 분해 입체도이며,

도 5는 본 고안에 따른 외관 입체도이며,

도 6은 본 고안에 따른 LED 패키지 전구의 배열 구조도이며,

도 7은 본 고안에 따른 사용 설명도이며,

도 8은 본 고안에 따른 LED 구동회로 구조도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 투광 스트립 램프

11: 개구

12: 돌출 리브

13: 발광면

20: 전극

21: 네스트

30: 회로기판

40, 41, 42: LED 패키지 전구

50: LED 구동회로

110: 직류전원

111: 펄스 발진기

112: 전치 증폭기

120: 반송파 신호 변조 유닛

121: 미적분 처리기

122: 신호 비교 회로

123, 124, 125: 신호 처리기

126, 127, 128: 신호 미분 증폭기

130: 전압 전류 변조 유닛

131: 신호 변환기

132: DC 전압 처리기

133: 정전압회로

134: DC 전류 처리기

135: 정전류회로

136: 파워 증폭기

140: LED 부하단

150: 피드백 신호 회로

Claims (4)

1. 양단이 개구 형태인 투광 스트립 램프;

   스트립 형태를 가지며, 그 위에 복수 개의 LED 패키지 전구가 설치되고, 상기 투광 스트립 램프 내에 네스팅 되며, LED 구동회로를 가지고 있는 회로기판;

   상기 투광 스트립 램프의 양단의 개구에 각각 설치되며, 상기 LED 구동회로와 전기적으로 접속되는 두 전극을 포함하는 LED 스트립 램프에 있어서,

   상기 회로기판 위의 LED 패키지 전구는 3개 배열을 가지고 있으며, 중앙의 LED 패키지 전구는 양측의 LED 패키지 전구보다 적어도 2mm 이상 높아 중간이 볼록한 대칭되는 아크 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 스트립 램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 투광 스트립 램프는 플라스틱, 아크릴 및 유리 중 어느 한 가지 재료로 구성되며, 내관벽에 위치 고정하는 돌출 리브가 대칭 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 스트립 램프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 전극 내측에 상기 투광 스트립 램프 개구를 삽입하는 네스트 설치를 포함하며, 상기 네스트는 절연 재료로 구성 되는 것을 특징으로 하는 LED 스트립 램프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 LED 구동회로는,

   LED 부하단이 요구하는 전원을 공급하는 직류전원;

   직류 전원이 입력한 전류로 펄스(Pulse)신호 전압(V1)을 생성하는 펄스 발진기(Pulse OSC);

   상기 펄스 발진기의 출력단에 연결되며 상기 펄스 신호 전압(V1)을 증폭하여 증폭 신호 전압(V2)을 얻는 전치 증폭기;

   미적분 처리기를 포함하며, 신호 비교 회로는 상기 미적분 처리기와 연결되고, 적어도 3개의 신호 처리기가 상기 신호 비교 회로와 연결되며, 각 신호 처리기는 각각 신호 미분 증폭기와 연결되고, 상기 증폭된 신호 전압(V2)을 적어도 3차 이상 신호 전압 비교처리를 진행하여 하나의 비교 신호 전압(V3)을 출력하는 반송파 신호 변조 유닛;

   신호 변환기를 포함하여 비교 신호 전압(V3) 주파수를 변환하며, 각각 DC 전압 처리기 와 정전압 회로 및 DC 전류 처리기와 정전류 회로 처리 후, 파워 증폭기로 비교 처리 후의 정전압(V4)와 정전류(I4)를 증폭하여 상기 LED 부하단에 전송하는 전압 전류 변조유닛; 및

   상기 LED 부하단과 상기 미적분 처리기 사이에 연결되며, 상기 LED 부하단이 부하 신호 전압(V5)을 얻고, 피드백 후의 비교신호 전압(V6)을 상기 미적분 처리기의 입력단에 보내며, 처리 후에 상기 신호 처리기는 3차 이상의 소프트웨어 프로그램 변조 동작을 하고, 상기 신호 미분 증폭기로 감쇠된 신호 전압을 자동으로 보상 증폭하며, 각각 상기 DC전압처리기 및 상기 DC전류처리기에 연결하여, 상기 파워 증폭기로 하여금 새로운 작동 전압 신호(V4n)를 출력하며, 상기 LED 부하단을 다시 구동시키며, 이를 이용하여 작동 전압 신호의 변조 동작을 수정하여 상기 LED 부하단으로 하여금 저전압 및 저전류로 구동되게 하여 산열 온도를 억제하는 피드백 신호 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 스트립 램프.

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