KR20100114789A

KR20100114789A - 방열수단을 구비한 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR20100114789A
Application number: KR1020090033356A
Authority: KR
Inventors: 박종민
Original assignee: (주)대영오앤이
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2010-10-26

Abstract

본 발명은, 전원의 공급에 의해 빛을 발생시키는 LED와, 상기 LED가 접속되는 기판과, 상기 기판과 LED를 수용하고 상기 LED에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키는 렌즈를 포함하는 LED 조명장치에 있어서, 복수개의 홀이 형성된 기판; 상기 기판의 하면에 면접촉되어 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상면에서 상향으로 돌출형성되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 복수개의 돌출부로 구성된 방열수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

LED, 도광판, 렌즈, 방열수단, 방열핀, 냉각팬 조립체

Description

방열수단을 구비한 엘이디 조명장치{lighting apparatus using light-emitting diode with radiant heating means}

본 발명은 방열수단을 구비한 엘이디(LED) 조명장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 LED 광원에서 발생되는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.

최근 각종 조명장치의 광원으로 LED(Light Emitting Diode)가 각광을 받고 있다. LED는 종래의 조명광원에 비해 발열량이 적고, 적은 소비전력과 긴 수명, 내충격성 등의 장점을 갖고 있다. 또한, 제조과정에서 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경오염을 유발하지 않는 장점이 있다.

LED는 적절한 전원공급과 방열수단을 제공할 경우 10만 시간 이상을 사용해도 소손 없이 점등상태를 유지할 수 있다.

모든 광원은 시간이 지날수록 광출력이 점점 감소하는데, 초기 광도의 80% 까지는 사람이 잘 느끼지 못하므로 이를 기준으로 평가할 경우 LED의 수명은 현재 약 4만~5만 시간으로 예상되고 있다.

따라서, 백열전구의 1,500시간, 형광등의 1만여 시간에 비해 LED는 수명이 매우 긴 장수명의 광원이라 할 수 있다.

그러나, 고휘도 고출력의 조명광원을 얻기 위하여 상기 LED에 구동전류를 증가시키게 되면, 상기 LED의 전력손실이 증가 되어 대부분의 전기 에너지가 열로 변환되고 LED의 접합부분이 고온상태로 되어 열이 다량 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의LED를 광원으로 사용하고 있는 LED 조명장치에서, 상기 복수개의 LED에서 발생되는 고온의 열을 효율적으로 배출할 수 있는 방열수단을 구비한 LED 조명장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전원의 공급에 의해 빛을 발생시키는 LED와, 상기 LED가 접속되는 기판과, 상기 기판과 LED를 수용하고 상기 LED에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키는 렌즈를 포함하는 LED 조명장치에 있어서, 복수개의 홀이 형성된 기판; 상기 기판의 하면에 면접촉되어 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상면에서 상향으로 돌출형성되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 복수개의 돌출부로 구성된 방열수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 LED 조명장치에 의하면, 복수개의 LED에서 발생되는 고온의 열이 방열수단에 의해 흡수되어 자연적으로 냉각될 수 있고, 또한, 냉각팬 조립체에 의해 도광판에 형성된 제 2 에어홀과 렌즈에 형성된 제 1 에어홀을 순차 경유하여 외부로 배출될 수 있으므로, 상기 복수개의 LED 및 상기 복수개의 LED를 구비하고 있는 기판의 손상이 방지되어 LED 조명장치의 수명이 단축되지 않는 효과가 있다.

또한, 복수개의 LED로부터 발생되는 열에 의해 방열수단의 온도가 일정온도 이상으로 올라가는 것을 온도감지 및 제어장치가 감지하여 LED의 작동을 일시정지 시키거나 저전압 상태로 작동되게 할 수 있으므로, 방열수단의 고온이 상기 복수개의 LED 및 기판으로 역류되는 것을 막아 상기 복수개의 LED 및 기판의 손상을 방지하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치가 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치(100)는, 복수개의 홀(11)이 형성된 기판(10); 상기 기판(10)에 형성된 홀(11) 위에 놓여져 배치되는 복수개의 LED(20); 상기 LED(20)와 기판(10)을 덮어 수용지지하고 상기 복수개의 LED(20)에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키는 반구형상의 렌즈(30); 상기 복수개의 LED(20) 상부에 소정간격 이격되어 배치되는 프리즘 도광판(40); 및 상기 기판(10)의 하면과 상면이 면접촉되어 배치되는 몸체부(51)와, 상기 몸체부(51)의 상면에서 수직상향으로 돌출형성되어 상기 기판(10)의 홀(11)에 삽입되는 복수개의 돌출부(52)로 구성된 방열수단(50)을 포함한다.

상기 기판(10)은 일반적으로 알려진 인쇄회로기판, 세라믹 기판, Si 기판 등이 사용될 수 있다.

상기 복수개의 LED(20)는 서로 다른 색을 발산하며, 본 발명의 실시예에서는 일반적인 조명용에 적합한 백색광을 발산하기 위해, 적색, 녹색 및 청색광을 발산하는 LED가 상기 기판(10)에 복수개로 배치되어 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 복수개의 LED(20)는 전선(미도시)에 의해 도시되지 않은 전원부와 전기적으로 연결되어 있다.

상기 렌즈(30)는 상기 기판(10)의 둘레를 에워싼 상태에서 상기 기판(10)과 복수개의 LED(20)를 수용하며, 아크릴 등의 재질을 사출 공정에 의하여 제작하는 것이 바람직하다.

상기 프리즘 도광판(40)은 상기 LED(20)에서 발산하는 빛을 받아들여 상기 렌즈(30)로 빛을 안내하며 확산시켜준다.

상기 방열수단(50)은 열전도율이 높은 금속재질로 된 방열판을 포함한다.

그리고, 상기 방열수단(50)의 돌출부(52)는 원기둥의 형상을 하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 기판(10)에 형성된 홀(11) 형상에 대응되어 상기 홀(11)에 삽입될 수 있다면 사각 및 다각기둥의 형상도 가능하다.

상기 방열수단(50)은 상기 LED(20)에서 발생하는 열이 방출될 수 있는 경로를 만들어 준다. 즉, 상기 LED(20)에서 방출하는 열은 상기 방열수단(50)의 돌출부(52)로 전달되고, 상기 돌출부(52)로 전달된 열은 상기 방열수단(50)의 몸체 부(51) 측으로 전도되어 전달된다.

따라서, 상기 방열수단(50)은 상기 복수개의 LED(20)에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 복수개의 LED(20)의 발열온도를 낮춰줄 수 있다.

한편, 상기 방열수단(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방열수단(50)의 몸체부(61) 하면에서 수직하향으로 돌출형성된 복수개의 방열핀(53)을 더 포함하고 있다.

상기 복수개의 방열핀(53)은, 상기 복수개의 LED(20)에서 발생하는 열을 흡수한 몸체부(61)로부터 열을 전달받아 분산시켜 상기 몸체부(61)의 온도를 낮춰주게 한다.

또한, 상기 방열수단(50)은 상기 복수개의 방열핀(53) 사이로 통과 및 순환되는 공기의 대류현상에 의해 효과적으로 자연냉각되어 온도를 낮출 수 있다.

그리고, 상기 방열수단(50)의 상면 일측에는 온도감지 및 제어장치(6)가 고정부착된 상태로 구비될 수 있다.

상기 방열수단(50)의 온도가 일정온도 이상으로 올라가면 그 열이 역류되어 상기 기판(10)과 상기 복수개의 LED(20)를 가열시키게 되므로, 이를 상기 온도감지 및 제어장치(6)가 감지하여, 상기 온도감지 및 제어장치(6)와 연결된 도시되지 않은 전원부기 상기 복수개의 LED(20)의 작동을 일시정지시키거나 저전압상태에서 작동될 수 있도록 상기 전원부에 신호를 전달한다.

반대로, 상기 방열수단(50)의 온도가 일정온도 이하로 자연냉각되면 이를 상기 온도감지 및 제어장치(6)가 감지하여, 상기 온도감지 및 제어장치(6)와 연결된 도시되지 않은 전원부가 상기 LED(20)의 작동을 원상태로 작동시킬 수 있도록 상기 전원부에 신호를 전달한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치는, 복수개의 홀(11)이 형성된 기판(10); 상기 기판(10)에 형성된 홀(11) 위에 놓여져 배치되는 복수개의 LED(20); 상기 LED(20)와 기판(10)을 덮어 수용지지하고, 상기 LED(20)에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키며, 공기가 통과될 수 있는 제 1 에어홀(31)이 복수개 형성된 반구형상의 렌즈(30a); 상기 복수개의 LED(20) 상부에 소정간격 이격되어 배치되며, 공기가 통과될 수 있는 제 2 에어홀(41)이 복수개 형성된 프리즘 도광판(40a); 상기 기판(10)의 하면과 상면이 면접촉되어 배치되는 몸체부(51)와, 상기 몸체부(51)의 상면에서 수직상향으로 돌출형성되어 상기 기판(10)의 홀(11)에 삽입되는 복수개의 돌출부(52)로 구성된 방열수단(50); 및 상기 방열수단(50)의 하부에 구비되는 냉각팬 조립체(60);를 포함하고 있다.

상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치(200)는, 앞에서 설명되었던 본 발명의 일 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치(100)와는 다르게 상기 방열수단(50)의 하부에 냉각팬 조립체(60)가 더 설치되어 있다.

상기 냉각팬 조립체(60)는 바람직한 실시예로, 전원의 공급에 의해 작동되는 모터와, 상기 모터의 작동에 의해 회전되는 회전축에 구비되어 바람을 일으키는 블레이드로 구성되며, 각종 산업분야에서 흔히 볼 수 있는 구성을 가진다.

상기 냉각팬 조립체(60)는 상기 방열수단(50)에 바람을 일으켜 상기 방열수단(50)의 열을 빠르게 냉각시키는 역할을 한다.

또한, 상기 방열수단(50)의 열에 의해 발생되는 뜨거운 공기는 상기 냉각팬 조립체(60)에 의해 발생되는 바람에 의해 상기 프리즘 도광판(40a)의 제 2 에어홀(41)과 상기 렌즈(30a)의 제 1 에에홀(31)을 순차적으로 통과하여 상기 렌즈(30a)의 외부로 빠져나가게 된다.

또한, 상기 제 1, 2 에어홀(31, 41)은 상기 냉각팬 조립체(60)의 가동에 따라 상기 렌즈(30a)의 내부공간에서 발생되는 먼지나 이물질이 배출될 수 있는 통로 역할도 하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 방열수단의 다른 실시예로써, 방열수단의 하면에는 방열핀이 돌출되고, 상면에는 온도감지 및 제어장치가 구비된 것을 보여주는 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열수단을 구비한 LED 조명장치의 구성을 보여주는 도면.

Claims

전원의 공급에 의해 빛을 발생시키는 LED와, 상기 LED가 접속되는 기판과, 상기 기판과 LED를 수용하고 상기 LED에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키는 렌즈를 포함하는 LED 조명장치에 있어서,

복수개의 홀이 형성된 기판;

상기 기판의 하면에 면접촉되어 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상면에서 상향으로 돌출형성되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 복수개의 돌출부로 구성된 방열수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
전원의 공급에 의해 빛을 발생시키는 LED와, 상기 LED가 접속되는 기판과, 상기 기판과 LED를 수용하고 상기 LED에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키는 렌즈를 포함하는 LED 조명장치에 있어서,

복수개의 홀이 형성된 기판;

상기 LED와 기판을 수용하고, 상기 LED에서 발산하는 빛을 투과시켜 외부로 발산시키며, 공기가 통과될 수 있는 제 1 에어홀이 복수개 형성된 반구형상의 렌즈;

상기 복수개의 LED 상부에 소정간격 이격되어 배치되며, 공기가 통과될 수 있는 제 2 에어홀이 복수개 형성된 프리즘 도광판;

상기 기판의 하면에 면접촉되어 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상면에서 상향으로 돌출형성되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 복수개의 돌출부로 구성된 방열수단; 및

상기 방열수단의 하부에 구비되는 냉각팬 조립체;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방열수단을 구비한 엘이디 조명장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 방열수단의 몸체부 하면에는 복수개의 방열핀이 하향으로 돌출형성되며, 상기 복수개의 방열핀은, 상기 복수개의 LED에서 발생하는 열을 흡수한 몸체부로부터 열을 전달받아 분산시켜 상기 몸체부의 온도를 낮춰주며, 상기 복수개의 방열핀 사이로 통과 및 순환되는 공기에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 방열수단을 구비한 엘이디 조명장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 방열수단에는 온도감지 및 제어장치가 구비되며, 상기 온도감지 및 제어장치는, 상기 방열수단의 온도가 일정온도 이상으로 올라가면 이를 감지하여, 상기 복수개의 LED의 작동을 일시정지시키거나 저전압상태로 작동되게 전원부에 신호를 전달하며, 반대로 상기 방열수단의 온도가 일정온도 이하로 냉각되면 이를 감지하여 상기 복수개의 LED가 원상태로 작동될 수 있도록 전원부에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 방열수단을 구비한 엘이디 조명장치.