KR20100034262A - 고전력 엘이디 램프 - Google Patents
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Abstract
열을 효율적으로 방출하는 고전력 엘이디 램프가 개시된다. 상기 램프는, 빛이 출사하는 투명재질의 커버; 표면과 이면에 각각 LED 모듈과 구동 모듈을 실장하여 각각에서 발생하는 열을 전달받고 상기 표면에 상기 커버가 밀봉 결합하는 방열유닛; 및 상기 방열유닛의 이면에 밀봉 결합하고, 상기 구동 모듈을 수용하는 케이싱을 포함하며, 상기 커버, 방열유닛 및 케이싱의 중앙 부분이 연통하여 공기 흐름이 이루어진다.
LED, 고전력, 방열, 밀봉, 방수, 열 분산, 전도, 대류
Description
본 발명은 고전력 LED 램프에 관한 것으로, 특히 방열 특성을 향상시키는 기술에 관련한다.
최근 들어, 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 이용한 가로등이 개발되었는데, 발광다이오드를 이용한 가로등은 기존의 나트륨전구나 수은전구를 이용한 가로등에 비해 전력 소모량은 현저히 낮으면서도 기존 가로등과 동일 이상의 밝기를 가질 뿐만 아니라, 수명도 몇 배 이상 길기 때문에 관리 비용도 크게 줄일 수 있어 사용이 증가하고 있다.
이와 같은, 고휘도와 낮은 소비전력 및 긴 수명의 장점은 가로등 이외에 실내 조명, 장식 조명, 차량 조명 등 다양한 분야에서 그 사용이 크게 늘어나고 있는 실정이다.
그러나, 발광다이오드는 이러한 장점에도, 열에 취약하다는 단점을 갖고 있다. 특히, 고휘도를 요구하는 가로등의 경우, 다수 개의 고전력 발광다이오드를 사용해야만 하기 때문에 장시간 사용으로 인해 발생하는 높은 열을 효과적으로 방출하지 못하면, 내열성이 낮은 발광다이오드가 열에 의해 손상되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 점등에 의해 발생하는 열을 신속하고 효과적으로 방출할 수 있는 고전력 LED 램프를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 빛이 출사하는 투명재질의 커버; 표면과 이면에 각각 LED 모듈과 구동 모듈을 실장하여 각각에서 발생하는 열을 전달받고 상기 표면에 상기 커버가 밀봉 결합하는 방열유닛; 및 상기 방열유닛의 이면에 밀봉 결합하고, 상기 구동 모듈을 수용하는 케이싱을 포함하며, 상기 커버, 방열유닛 및 케이싱의 중앙 부분이 연통하여 외부 공기의 흐름이 이루어지는 고전력 엘이디 램프가 개시된다.
상기한 구조에 의하면, 점등에 의해 LED 모듈, 드라이버 모듈, 또는 전원공급모듈로부터 발생하는 열을 효율적으로 분산시켜 신속하게 방출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프를 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명의 특징에 따르면, 구동시 LED 모듈(250), 드라이버 모듈(260) 및 전원공급모듈(300)로부터 발생하는 열은 방열유닛(200)이나 방열 케이싱(400)과의 접촉을 통한 전도에 의해 외부로 방출되고, 방열유닛(200)이나 방열 케이싱(400)으로 부터의 열 방출은 외부공기의 대류에 의해 가속된다.
1. 램프의 구조
커버(100)
커버(100)는 길쭉한 형태를 갖는 투명재질의 단일 몸체(110)로 이루어지며, 가령, 중앙 부분이 불룩한 반 타원구 형상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 몸체(110)의 가장자리를 따라 방열유닛(200)과의 결합을 위한 나사공(114)이 형성된다.
몸체(110)의 중앙 부분에는 평탄부(120)가 형성되고, 여기에 관통 홀(122)이 형성되며, 관통홀(122)의 가장자리를 따라 연속된 리브(112)가 몸체(110)의 내측으로 돌출되는데, 리브(112)의 단부가 몸체(110)의 가장자리의 단부와 일치하는 정도의 높이를 갖는다.
바람직하게, 몸체(100)의 외측에는 몸체(110)에 전달된 열이 신속하게 방출되도록 다수 개의 방열 핀(116)이 형성될 수 있다.
방열유닛(200)
방열유닛(200)은, 열전도성 금속, 가령 알루미늄 재질의 단일의 몸체(210)로 이루어지고, 평탄한 표면과 이면을 구비하고 커버(100)와 동일한 형상을 갖는다.
몸체(210)의 표면의 중앙 부분에는 커버(100)의 평탄부(120)에 대응하는 공기 흐름부(220)에 관통 홀(222)이 형성되며, 커버(100)의 관통 홀(122)에 대응하는 형태와 크기를 갖는다.
바람직하게, 관통 홀(222)의 내측 양쪽 면에는 방열 핀(221)이 형성되며, 도 1과 같이 서로 대향하거나 엇갈리게 형성될 수 있다.
몸체(210)의 표면에는 다수 개의 LED 모듈(250)과 이에 대응하는 드라이버 모듈(260)이 관통 홀(222)의 주위로 배치된다.
또한, 몸체(210)의 가장자리를 따라 커버(100)의 나사공(114)에 대응하는 위치에 결합 관통공(214)이 형성된다.
바람직하게, 몸체(210)의 측면을 따라 다수 개의 방열 핀(216)이 돌출되어 LED 모듈(250)과 드라이버 모듈(260), 또는 선택적으로 후술하는 전원공급모듈(300)의 전력 트랜지스터(320)로부터 몸체(210)에 전달된 열을 신속하게 외부로 방출한다. 이 방열 핀(216)은 커버(100)와 결합한 후에도 항상 외부에 노출된다.
바람직하게, 공기 흐름부(220)의 가장자리와 몸체(210)의 표면 가장자리를 따라 오-링과 같은 실링(224, 226)이 설치될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 방열유닛(200)과 커버(100)를 결합할 때, 커버(100)의 리브(112) 단부가 실링(224)을 가압하고, 커버(100)의 몸체(110) 가장자리 부분이 실링(226)을 가압한 상태에서 결합하기 때문에, 물이나 먼지 등의 이물질이 방열유닛(200)의 외부나 공기 흐름부(220)를 통하여 유입되는 것을 방지할 수 있다.
케이싱
(400)
케이싱(400)은, 열전도성 금속, 가령 알루미늄 재질이나 플라스틱 등의 단일 몸체(410)로 이루어지고, 방열유닛(200)의 공기 흐름부(220)에 대응하는 위치에 공기 흐름부(420)가 형성되며, 공기 흐름부(420)의 가장자리부터 몸체(410)의 가장자리 사이에 일정 깊이를 갖는 수납부(412)가 연속하여 형성된다. 후술하는 바와 같이, 이 수납부(412)에는 전원공급모듈(300)이 수납된다.
공기 흐름부(420)에는 방열유닛(200)의 관통 홀(222)에 대응하는 위치에 관통 홀(433)이 같은 형태와 크기로 형성된다. 바람직하게, 관통 홀(422)의 내측 양쪽 면에는 방열 핀(421)이 형성되며, 도 1과 같이 서로 대향하거나 엇갈리게 형성될 수 있다.
또한, 몸체(410)의 가장자리를 따라 커버(100)의 나사공(114)에 대응하는 위치에 나사공(414)이 형성된다.
또한, 몸체(410)의 측면을 따라 다수 개의 방열 핀(216)이 돌출되어 전원공급모듈(300)의 전력 트랜지스터(320)로부터 몸체(410)에 전달된 열을 신속하게 외부로 방출한다. 이 방열 핀(416)은 결합 후에도 항상 외부에 노출된다.
이 실시예와 달리 방열 핀(216)은 몸체(410)의 측면과 이면 또는 이면에만 형성될 수 있다.
바람직하게, 공기 흐름부(420)의 가장자리와 몸체(410)의 표면 가장자리를 따라 오-링과 같은 실링(424, 426)이 설치될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 방열유닛(200)과 케이싱(400)을 결합할 때, 방열유닛(200)의 이면이 실링(424, 426)을 각각 가압한 상태에서 결합하기 때문에, 외부로 물이나 먼지 등의 이물질이 케이싱(400)의 외부나 공기 흐름부(420)를 통하여 유입되는 것을 방지할 수 있다.
전원공급모듈(300)
전원공급모듈(300)은 중앙부분에 삽입 개구(312)가 형성되고 양측에 나사공(314)이 형성된 인쇄회로기판(310)과, 인쇄회로기판(310)의 표면에 실장되는 다수 개의 전력 트랜지스터(320), 및 이면에 실장되는 전자부품들(330)로 이루어진다.
전원공급모듈(300)의 삽입 개구(312)는 케이싱(400)의 공기 흐름부(420)보다 큰 크기를 갖기 때문에 삽입 개구(312)의 내측에 공기 흐름부(420)가 위치하게 되고, 실장된 전자부품들(330)은 케이싱(400)의 수납부(412)에 수납된다.
다시 말해, 인쇄회로기판(310)은 방열유닛(200)의 이면에 고정되기 때문에, 이에 따라 전력 트랜지스터(320)가 방열유닛(200)과 접촉하도록 한 상태에서 실장된 전자부품들(330)은 케이싱(400)의 수납부(412)에 수납된다. 이러한 구조에 의하면, 가령, 케이싱(400)이 알루미늄 등의 열전도성 금속으로 이루어진 경우, 전력 트랜지스터(320)가 케이싱(400)과 접촉하도록 하여 전원공급모듈(300)로부터 발생하는 열과 LED 모듈(250)과 드라이버 모듈(260)로부터 발생하는 열을 한꺼번에 방열유닛(200)을 통하여 방출되도록 할 수 있다. 또한, 이러한 구조는 제조원가를 줄이기 위해 케이싱(400)을 플라스틱 재질로 제작한 경우에도 적용할 수 있다.
다만, 이 경우에는 발생하는 열을 충분히 커버할 수 있도록 방열유닛(200)의 사이즈를 고려해야 한다.
2. 램프의 동작
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 조립한 LED 램프를 나타내는 결합도이다.
먼저, 조립에 대해 살펴보면, 전원공급모듈(300)의 나사공(314)과 방열유닛(200)의 이면에 형성된 나사공(미도시)을 일치시켜 나사로 결합한 후, 방열유닛(200)의 표면과 이면에 각각 커버(100)와 케이싱(400)을 결합한다.
상기한 바와 같이, 커버(100)와 방열유닛(200) 또는 케이싱(400)과 방열유닛(200)이 결합할 때, 이들 사이에 개재된 실링(224, 226)에 의해 외부로부터의 이물질이 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있어 가령, 방수가 확실하게 이루어진다.
이와 같이 조립된 상태에서, 전원을 인가하면 LED 모듈(250)이 구동하면서 빛과 열을 발생하며, 이와 함께 드라이버 모듈(260)과 전원공급모듈(300)의 전력 트랜지스터(320)로부터 열이 발생하고, 발생한 열은 방열유닛(200)의 몸체(210)로 전달된다.
방열유닛(200)의 몸체(210)로 전달된 열은 몸체(210)의 측면에 형성된 방열 핀(216)을 통하여 신속하게 외부로 방출된다.
여기서, 도 2의 A로 나타낸 바와 같이, 커버(100)로부터 케이싱(400)에 이르기까지 중앙 부분을 연통하는 관통 홀(122, 222, 422)을 통하여 외부 공기가 자유롭게 흐르기 때문에 방열유닛(200)에 전달된 열은 다른 경로를 통하여 외부로 방출될 수 있다. 다시 말해, 커버(100)의 평탄부(120)에 형성된 관통 홀(122), 방열유닛(200)의 공기 흐름부(220)에 형성된 관통 홀(222) 및 케이싱(400)의 공기 흐름부(420)에 형성된 관통 홀(322)이 서로 연통하기 때문에 외부 공기가 자유롭게 흐 를 수 있으며, 이에 따라 방열유닛(200)에 전달된 열은 방열 핀(216)을 통한 경로와 다른 경로를 통하여 외부로 신속하게 방출된다.
특히, 밀봉 결합한 상태에서, LED 모듈(250), 드라이버 모듈(260), 및 전원공급모듈(300)의 전력 트랜지스터(320)로부터 발생하는 열이 고립되기 쉬운 중앙 부분에 서로 연통하는 관통 홀(122, 222, 422)이 형성되어 있기 때문에, 관통 홀(122, 222, 422)을 통한 방열 효과는 더욱 커진다.
결론적으로, 도 2에 화살표 A로 나타낸 열 방출 경로와 화살표 B로 나타낸 열 방출 경로에 의해 방열유닛(200)에 집중적으로 전달된 열은 분산되어 방출되므로 효율적인 열 방출을 구현할 수 있다.
3. 변형 예
도 3은 본 발명의 변형 예에 따른 LED 램프를 나타내는 분해 사시도이다.
이 예에서, 방열유닛(1200)은 이면에 수용부(1211)가 형성되고, 관통 홀(1222)의 가장자리를 따라 수용부(1211) 쪽으로 리브(1212)가 돌출 형성된 것을 제외하고는 실시예의 방열유닛(1200)과 같은 구성을 갖는다.
즉, 커버(100)의 평탄부(120)에 대응하는 공기 흐름부(1220)에 관통 홀(1222)이 형성되며, 커버(100)의 관통 홀(122)에 대응하는 형태와 크기를 갖는다. 바람직하게, 관통 홀(1222)의 내측 양쪽 면에는 방열 핀(1221)이 형성되며, 도 3과 같이 서로 대향하거나 엇갈리게 형성될 수 있다.
또한, 케이싱(1400)은 평판 형상의 단일 몸체(1410)로 이루어지고, 이면에 방열 핀(1416)이 형성된다. 몸체(1410)의 중앙 부분에는 공기 흐름부(1420)가 형성되어 관통 홀(1422)이 형성되며, 공기 흐름부(1420)의 양측에 전원공급모듈(300)의 장착을 위한 나사공(1412)이 형성된다.
이 변형 예에 의하면, 전원공급모듈(300)은 거기에 실장된 전력 트랜지스터(320)가 케이싱(1400)의 몸체(1410)에 접촉하도록 결합한다. 다시 말해, 도 1의 실시예의 전원공급모듈(300)을 뒤집은 상태에서 케이싱(1400)에 고정된다. 그리고, 케이싱(1400)에 방열유닛(1200)을 결합하면, 전원공급모듈(300)에 실장된 큰 사이즈의 전자부품들(330)은 방열유닛(1200)의 수용부(1211)에 수용된다.
이러한 구조에 의하면, 전원공급모듈(300), 특히 전력 트랜지스터(320)로부터 발생한 열은 케이싱(1400)의 몸체(1410)로 전달되고, 이면에 형성된 방열 핀(216)을 통하여 신속하게 외부로 방출되며, LED 모듈(1250)과 드라이버 모듈(1260)로부터 발생한 열은 방열유닛(1200)의 몸체(1210)로 전달되어 몸체(1210)의 측면에 형성된 방열 핀(1216)을 통하여 외부로 방출된다.
따라서, 많은 열을 발생하는 LED 모듈(1250)은 방열유닛(1200)이 담당하도록 하고, 열에 약한 전원공급모듈(300)은 평판 형상의 얇은 케이싱(1400)을 통하여 신속하게 방출하도록 하여 효율적인 열 방출을 구현할 수 있다. 특히 수용부(1211)와 리브(1212)에 의해 방열유닛(1200)이 외부 공기와 접촉하는 면적이 증가하기 때문에 열 방출이 더 빨리 이루어질 수 있다는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다.
가령, 하나의 관통 홀 대신에 다수 개의 슬롯을 형성하여 열 방출뿐만 아니라 구조적 강도를 보강할 수 있다. 또한, LED 모듈을 제외한 나머지 전자부품들은 하나의 인쇄회로기판에 실장하여 구동 모듈을 구성하는 것도 고려할 수 있다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 조립한 LED 램프를 나타내는 결합도이다.
도 3은 본 발명의 변형 예에 따른 LED 램프를 나타내는 분해 사시도이다.
Claims (9)
- 빛이 출사하는 투명재질의 커버;표면과 이면에 각각 LED 모듈과 구동 모듈을 실장하여 각각에서 발생하는 열을 전달받고 상기 표면에 상기 커버가 밀봉 결합하는 방열유닛; 및상기 방열유닛의 이면에 밀봉 결합하고, 상기 구동 모듈을 수용하는 케이싱을 포함하며,상기 커버, 방열유닛 및 케이싱의 중앙 부분이 연통하여 외부 공기의 흐름이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 빛이 출사하는 투명재질의 커버;표면에 LED 모듈을 실장하여 상기 LED 모듈로부터 발생하는 열을 전달받고 상기 표면에 상기 커버가 밀봉 결합하는 방열유닛; 및상기 방열유닛의 이면에 밀봉 결합하고, 구동 모듈을 수용하고 고정하여 상기 구동 모듈로부터 열을 전달받는 케이싱을 포함하며,상기 커버, 방열유닛 및 케이싱의 중앙 부분이 연통하여 외부 공기의 흐름이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 빛이 출사하는 투명재질의 커버;표면에 LED 모듈을 실장하여 상기 LED 모듈로부터 발생하는 열을 전달받고 상기 표면에 상기 커버가 밀봉 결합하는 방열유닛; 및상기 방열유닛의 이면에 밀봉 결합하고, 구동 모듈을 고정하여 상기 구동 모듈로부터 열을 전달받는 케이싱을 포함하며,상기 방열유닛의 이면에는 상기 구동 모듈을 수용하는 수용부가 형성되고,상기 커버, 방열유닛 및 케이싱의 중앙 부분이 연통하여 외부 공기의 흐름이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 커버는 중앙 부분에 평탄부가 형성되며, 상기 평탄부에 관통 홀이 형성되고, 상기 관통 홀의 가장자리를 따라 내측으로 리브가 돌출 형성되고,상기 방열유닛과 케이싱은 각각 단일 몸체로 이루어지고 상기 평탄부에 대응하는 부분에 각각 관통 홀을 구비한 공기 흐름부가 형성되며,상기 방열유닛과 케이싱의 몸체의 가장자리와 공기 흐름부의 가장자리에 각각 설치된 실링을 개재하여 상기 커버와 방열유닛 및 상기 방열유닛과 케이싱이 밀봉 결합하는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 4에 있어서,상기 방열유닛 또는 상기 케이싱의 관통 홀의 내측면에는 다수 개의 방열 핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 4에 있어서,상기 관통 홀은 상기 커버의 평탄부와 상기 상기 방열유닛 및 케이싱의 공기 흐름부 각각에서 길이 방향으로 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 방열유닛의 측면, 상기 케이싱의 측면 및/또는 이면에는 다수 개의 방열 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 3에 있어서,상기 케이싱은 평판 형상이고, 이면에 다수 개의 방열 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
- 청구항 4에 있어서,상기 구동 모듈은 상기 공기 흐름부에 대응하는 위치에 상기 공기 흐름부보다 큰 삽입 개구가 형성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 일면에 장착된 전력 트랜지스터 및 다른 면에 장착된 전자부품들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전력 엘이디 램프.
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KR (1) | KR20100034262A (ko) |
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KR102416269B1 (ko) | 2021-12-23 | 2022-07-06 | (주)삼백테크놀로지 | 상변화물질이 포함된 엘이디 조명모듈 |
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2008
- 2008-09-23 KR KR1020080093301A patent/KR20100034262A/ko not_active Application Discontinuation
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