KR20100104004A - 분리형 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 전등 - Google Patents

분리형 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 전등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘이디 전등에 직류 전원을 공급하기 위한 전원공급장치가 전등 본체로부터 분리되어 탈착이 가능하도록 구성되는 엘이디 전등용 전원공급장치 및 이를 구비한 엘이디 전등에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원공급장치는 몸체를 구성하는 하우징; 상기 하우징의 하부에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 베이스; 상기 하우징 내부에 위치되어 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS); 상기 전원변환장치의 직류 전원을 LED 전등에 공급하기 위한 커넥터; 및 상기 하우징 상측에 형성되어 LED 전등 본체에 체결되기 위한 체결부;를 포함하여, LED 전등의 본체와 분리되어 탈착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 전원공급장치에서 고장이 발생하는 경우 상기 전원공급장치만 누구나 쉽게 교체할 수 있으므로 LED 전등의 유지 및 보수 비용을 절감시킬 수 있다.
LED, LED 전등, LED 램프, SMPS, 전원변환장치

Description

분리형 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 전등{A separable power supply and LED light apparatus having that}
본 발명은 엘이디 전등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디 전등에 직류 전원을 공급하기 위한 전원공급장치가 전등 본체로부터 분리되어 탈착이 가능하도록 구성되는 엘이디 전등용 전원공급장치 및 이를 구비한 엘이디 전등에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체로 이루어진 발광 소자를 말한다.
LED에서 방출하는 색깔은 반도체 칩 구성 원소의 배합에 따라 파장을 만들며 빛의 색깔을 결정하는 것으로, 그 종류로는 IRED(Infrared Emitting Diode), VLED(Visible Light Emitting Diode) 등이 있다.
IRED는 Infrared LED chip을 뜻하는 것으로 이 칩은 가공되어 TV 리모컨, 광학 스위치, IR LAN, 무선디지털 데이터 통신용 모듈 등에 쓰이며, VLED은 Visible LED chip을 뜻하는 것으로 빨강, 녹색, 오렌지 색등이 개발되었고 이 칩은 램프로 조립되어 각종 전자제품의 표시나 신호등, 전광판 및 조명기구 등의 광원으로 다양 한 용도로 사용되고 있다. 특히, 최근에는 LED를 이용한 LED 전등은 LED의 전력 소비가 적고 친환경적이므로 백열 전등을 대체하는 모든 분야에 많이 사용되고 있다.
종래의 기술에 따른 LED 전등은 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 다수개의 LED 램프(130)가 다양한 형상으로 배열되어 발광하는 조명부(100)와 상기 조명부(100)의 LED 램프(130)에 전원을 공급하기 위한 전원부(200)로 구분될 수 있다. 여기서 상기 조명부(100)에는 각 LED 램프(130)의 발광을 제어하기 위한 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 'PCB'라 함)이 구비되고, 상기 전원부(200)에는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(Switched-mode power supply, 이하 'SMPS'라 함)가 구비되며, 상기 PCB 기판(120)와 SMPS(도 3의 230)는 전기적으로 연결되어 LED 전등(10)이 점등되도록 구성된다.
또한, 종래의 기술에 따른 LED 전등(10)은 상기 전원부(200)의 일측은 소켓형의 나선형 베이스(표준규격 KSC 8302)에 의해 외부 전원과의 체결되고, 타측은 상기 조명부(100)와 일체형으로 성형 제조되거나 납땜 등에 의해 방법으로 일체형으로 제조된다.
일반적으로 LED 전등에 있어서, 상기 조명부(100)에는 다수개의 LED 램프(130)와 이들을 제어하기 위한 PCB 기판(120)가 포함되어 복잡한 구조를 이루고 있어 LED 전등의 구조와 제조 비용에 있어서 대부분을 차지하지만, 상기 전원부(200)는 상대적으로 간단한 구조와 함께 매우 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 일반적인 LED 소자의 수명은 수십만 시간으로 반영구적으로 상기 전원부에서는 장기간 사용에도 고장의 거의 발생하기 않지만, 이에 반하여 SMPS에 의한 상기 전원부(200)는 복잡한 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 과정에서 전기적인 자극이나 외부의 물리적인 자극에 의해 잦은 고장이 발생하게 된다.
종래의 기술에 따른 LED 전등은 상술한 바와 같이 조명부와 전원부가 일체형으로 형성되는 구조를 이루고 있다. LED 전등에 있어서, LED를 이용한 조명부는 고장의 거의 발생하기 않아 오랫동안 사용이 가능하지만, 전원부에서는 잦은 고장이 발생하여, LED 전등 고장의 대부분이 상기 전원부에 기인하게 된다. 상술한 바와 같이 종래의 기술에 따른 LED 전등의 경우 전원부의 고장에도 불구하고, 가격이 비싼 조명부를 포함하는 LED 전등을 모두 교체하여야 하므로 많은 유지 비용이 소모되는 불합리한 점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, LED 전등의 전원공급장치가 전등 본체로부터 분리되어 탈착 가능하도록 구성되어, 고장이 잦고 가격이 저렴한 전원공급장치만 별도로 누구나 쉽게 교체할 수 있도록 하는 분리형 전원공급장치 및 이를 이용한 LED 전등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원공급장치는 몸체를 구성하는 하우징; 상기 하우징의 하부에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 베이스; 상기 하우징 내부에 위치되어 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS); 상기 전원변환장치의 직류 전원을 LED 전등에 공급하기 위한 커넥터; 및 상기 하우징 상측에 형성되어 LED 전등 본체에 체결되기 위 한 체결부;를 포함하여, LED 전등의 본체와 분리되어 탈착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 하우징의 일측에는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구가 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 가스 배출구에는 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 필터가 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 전등은 조명부와 전원부로 구성되는 LED 전등에 있어서, 상기 조명부는 외면에 다수개의 방열 핀이 형성되는 방열 케이스와, 상기 방열 케이스 내부에 설치되어 발광하는 다수개의 LED 소자와, 상기 LED 소자의 발광을 제어하기 위한 제어부와 상기 전원부와 전기적 접촉을 위한 커넥터와 상기 방열 케이스의 상부에 결합되어 상기 LED 소자와 제어부를 커버하기 위한 렌즈를 포함하고, 상기 전원부는 몸체를 구성하는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 베이스와, 상기 하우징 내부에 위치되어 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS)와, 상기 전원변환장치의 직류 전원을 LED 전등에 공급하기 위한 커넥터를 포함하며, 상기 방열 케이스와 상기 하우징에는 결부가 각각 구비되어 상기 전원부는 상기 조명부와 분리되어 탈착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 조명부와 전원부를 포함하는 LED 전등에 있어서, LED 전등에 전원을 공급하기 위한 전원변환장치를 포함하는 전원공급장치만을 별도의 모듈로 제조 및 교체 가능하도록 구성됨으로 인하여, 전원공급장치에서 고 장이 발생하는 경우 상기 전원공급장치만 누구나 쉽게 교체할 수 있으므로 LED 전등의 유지 및 보수 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 상기 하우징의 가스 배출구와 필터에 의하여 LED 램프의 발광시 발생하는 가스를 배출하면서 외부에서의 이물질 유입을 효율적으로 차단할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 검토한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등을 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등은 다수개의 LED 램프에 의해 발광되는 조명부(100)와 상기 조명부(100)에 전원을 공급하기 위한 전원부(200)로 구성된다.
구체적으로 살펴보면, 전술한 조명부(100)는 방열 케이스(110) 내부에 PCB 기판(120)이 설치되고, 상기 PCB 기판(120)에는 전기가 공급되면 발광하는 다수개의 LED 램프(130)가 상기 방열 케이스(110)의 상 방향과 방사상 방향으로 배치되며, 상기 방열 케이스(110)의 상측에는 상기 PCB 기판(120)과 LED 램프(130)를 커버하는 렌즈(140)가 구비된다.
상기 방열 케이스(110)에는 그 외면에 방열 핀(111)이 일체로 형성되고, 방열 효율을 높일 수 있도록 상기 방열 케이스(110)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 방열 핀(111)은 상기 방열 케이스(110)의 종 방향으로 균등 배열되고 직선 보다는 굴곡 형상을 갖도록 하여 방열 면적을 최대로 함으로써, 방열 효율을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 방열 핀(111)은 외측으로 갈수록 점차 뾰족해지는 형상, 즉 쇄기 형상으로 형성될 수도 있다.
상기 PCB 기판(120)은 후술하는 전원공급장치에서 공급되는 전원을 이용하여 상기 각 LED 램프(130)들의 발광을 제어하기 위한 구성으로, 상기 방열 케이스(110) 내부에서 LED 전등(10)이 상 방향과 방사상 방향으로 점등될 수 있도록 측면은 경사지게 배치되고 그 상측에 수평으로 배치되며, 상기 PCB 기판(120)의 일면에는 다수개의 LED 램프(130)가 각각 구비된다.
상기 렌즈(140)는 상기 방열 케이스(110)의 상측에서 결합되어 방열 케이스(110) 내부의 PCB 기판(120)과 LED 램프(130)를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 구성으로, LED 램프(130)의 빛이 외부로 투광될 수 있는 투명 또는 반투명 재질의 확산 아크릴이 사용될 수 있다. 또한, 상기 방열 케이스(110)와의 결합을 위하여 암 나사부 및 숫 나사부의 통상적인 체결 수단이 구비되어 결합된다.
전술한 전원부(200)는 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시켜 상기 조명부(100)에 공급하기 위한 전원공급장치로서, 몸체를 구성하는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 일측에서 외부 교류 전원과 접촉되기 위한 나선형 의 베이스(220)와, 상기 하우징(210) 내부에 위치되어 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS)와, 상기 전원변환장치(230)의 직류 전원을 상기 조명부(100)에 공급하기 위한 커넥터로 구성된다.
상기 하우징(210)은 절연 재질의 합성 수지로 구성되는 것이 바람직하며, 내부에는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키는 전원변환장치(230)가 설치된다. 또한, 하우징(210) 둘레에는 적어도 하나 이상의 가스 배출구(211)가 형성되고, 상기 가스 배출구(211)에는 필터(212)가 장착되어, 상기 가스 배출구(211)를 통해서 상기 LED 램프(130) 발광시 발생하는 가스를 외부로 배출하며, 상기 필터(212)는 이물질 및 물(습기)이 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지한다.
상기 전원변환장치(230)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 구성으로, LED 램프를 이용한 전등의 경우 직류 전원에 의해 LED 램프가 발광이 되므로, 공급 전원이 교류 전원인 경우 이를 직류 전원으로 변환시키기 위하여 반드시 구비되어야 하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등(10)의 경우 SMPS(Switched-mode Power Supply) 장치가 이용된다.
상기 베이스(220)는 하우징(210)의 하측에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 구성으로, 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 소켓형의 체결구에 체결되기 위하여 나선형 베이스로 구성되며, 이는 체결 수단에 따라 공지의 다양한 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등(10)은 상기 조명부(100)와 전원부(200)가 탈착이 가능하도록 구성되는 것으로, 이를 위하여 상기 조명부(100)의 방열 케이스(110)와 상기 전원부(200)의 하우징(210)에는 별도의 체결 수단(300)이 형성된다. 또한, 상기 조명부(100)의 PCB 기판(120)과 상기 전원부(200)의 전원변환장치(230)가 전기적으로 연결되기 위한 한 쌍의 커넥터(400)가 구비된다.
구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 체결 수단(300)은 별도의 볼트를 이용한 나사 체결로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 방열 케이스(110)와 하우징(210)의 접촉면 가장자리 일측에는 나사 체결을 위한 홀이 형성된다. 또한, 상기 방열 케이스(110)와 하우징(210)의 접촉면 가장자리에는 각각 암 나사부와 숫 나사부가 형성되어 직접 나사 체결로 결합되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 커넥터(400)는 일반적인 2 핀 커넥터(410)로 구성되며, 일측이 상기 PCB 기판(120)과 연결된 전선이 방열 케이스(110) 하부로 연장 돌출되어 형성되고, 타측이 상기 전원변환장치(230)와 연결된 전선이 하우징(210) 상부로 연장 돌출되도록 구성된다.
상기와 같은 구성에 의하여 조명부(100)와 전원부(200)는 서로 탈착이 가능하여, 전원부에서 고장이 발생할 경우 전원부만 교체하여 조명부는 계속하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등의 체결 과정을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 조명부(100)의 PCB 기판(120)과 전원부(200)의 전원변환장치(230)를 전기적으로 연결하기 위하여 커넥터(400)를 결합한다. 이 후, 조명부(100)의 방열 케이스(110)와 전원부(200)의 하우징(210)을 결합시키게 되는데, 도시된 바와 같이 나사 체결 구조에 의해 방열 케이스(110)와 하우징(210)을 고정 결합시킬 수 있다. 이때, 상기 방열 케이스(110)와 하우징(210)의 가장자리에는 나사 체결을 위한 나선형의 홈(310a)과 홀(310b)이 각각 형성되어야 하고, 방열 케이스(110)와 하우징(210) 사이에는 결합 후 상기 커넥터(400)가 삽입되기 위한 내부 공간이 확보된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 방열 케이스(110)와 하우징(210)의 결합을 위하여 방열 케이스(110)와 하우징(210)의 일측에 각각 체결을 위한 가이드 홈(320a)과 보스 형상의 돌기(320b)가 형성되어 상기 홈과 돌기에 의해 직접 고정 결합되도록 구성될 수도 있다. 또한, 도시된 바와 같이 전기적 연결을 위한 커넥터(400)의 구성도 접촉 단자(420)에 의해 전기적 접촉이 이루어지도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여 LED 전등에 있어서, 종래의 기술에 따라 가격이 저렴하지만 고장이 잦은 부분이 전원공급장치의 장애에 의하여, 가격이 비싼 반면 고장이 거의 발생하지 않는 조명부까지 일괄적으로 교체하여야 하는 불합리한 점을 개선할 수 있다. 즉, 조명부와 전원부를 포함하는 LED 전등에 있어서, LED 전등에 전원을 공급하기 위한 전원변환장치를 포함하는 전원공급장치만을 별도의 모듈로 제조 및 교체 가능하도록 구성됨으로 인하여 LED 전등의 유지 및 보수 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 상기 하우징의 가스 배출구와 필터에 의하여 LED 램프의 발광시 발생 하는 가스를 배출하면서 외부에서의 이물질 유입을 효율적으로 차단할 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 전등을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 전등의 체결 과정을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 전등의 체결 과정을 나타낸 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : LED 전등 100 : 조명부
110 : 방열 케이스 120 : PCB 기판
130 : LED 램프 140 : 렌즈
200 : 전원부 210 : 하우징
220 : 나선형 베이스 230 : SMPS
300 : 체결수단 400 : 커넥터

Claims (3)

  1. 몸체를 구성하는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 베이스;
    상기 하우징 내부에 위치되어 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS);
    상기 전원변환장치의 직류 전원을 LED 전등에 공급하기 위한 커넥터; 및
    상기 하우징 상측에 형성되어 LED 전등 본체에 체결되기 위한 체결부;를 포함하되,
    LED 전등의 본체와 분리되어 탈착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 전등용 전원공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구가 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 가스 배출구에는 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 전등용 전원공급장치.
  3. 조명부와 전원부로 구성되는 LED 전등에 있어서,
    상기 조명부는 외면에 다수개의 방열 핀이 형성되는 방열 케이스와, 상기 방열 케이스 내부에 설치되어 발광하는 다수개의 LED 소자와, 상기 LED 소자의 발광 을 제어하기 위한 제어부와 상기 전원부와 전기적 접촉을 위한 커넥터와 상기 방열 케이스의 상부에 결합되어 상기 LED 소자와 제어부를 커버하기 위한 렌즈를 포함하고,
    상기 전원부는 몸체를 구성하는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 형성되어 외부 전원과 접촉되기 위한 베이스와, 상기 하우징 내부에 위치되어 외부에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키기 위한 전원변환장치(SMPS)와, 상기 전원변환장치의 직류 전원을 LED 전등에 공급하기 위한 커넥터를 포함하며,
    상기 방열 케이스와 상기 하우징에는 결부가 각각 구비되어 상기 전원부는 상기 조명부와 분리되어 탈착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 전등.
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