KR20100118049A

KR20100118049A - 엘이디를 이용한 조명기구

Info

Publication number: KR20100118049A
Application number: KR1020090060861A
Authority: KR
Inventors: 장명기; 최종현
Original assignee: 장명기; 최종현
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2010-11-04

Abstract

본 발명은 엘이디를 이용한 조명기구에 관한 것으로서, 서로 직렬로 연결되는 복수 개의 엘이디 칩을 구비하는 복수개의 단위 엘이디 블럭; 외부의 전원 공급장치와 연결되어 상기 엘이디 칩에 전원을 공급하기 위한 양극 및 음극 전원선; 및 상기 양극 및 음극 전원선과 상기 단위 엘이디 블럭을 병렬로 연결하는 복수의 보조 전원선;을 포함하며, 하나의 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들의 사이에 다른 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들이 배치되는 엘이디 조명기구가 제공된다.

엘이디, 엘이디 바, 소등

Description

엘이디를 이용한 조명기구{LIGHTING APPARATUS USING LED}

본 발명은 엘이디를 이용한 조명기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 조명기구에 복수의 엘이디를 사용하는 형태의 조명기구에 관한 것이다.

엘이디(LED, light emitting diode)는 광원의 일종으로서 저전력 구동 및 고수명 등의 장점을 갖고 있어 그 사용이 확산되고 있다. 특히, 최근에는 대량 생산에 따른 가격하락으로 인해 기존의 형광등이나 백열등과 같은 조명기기의 대체재로서도 각광을 받고 있다.

이러한 엘이디는 광원의 특성 상 원하는 조도를 얻기 위해서는 원하는 광량과 휘도 균일도를 얻기 위하여 PCB 상에 수십 내지 수백개의 엘이디 칩을 포함하게 된다. 이 때, 엘이디 조명기구의 구동전압과 전류 등의 구동조건을 감안하여 수개 내지 수십개의 엘이디를 직렬로 연결하여 단위 블럭을 구성하고, 각각의 단위 블럭을 병렬로 연결하는 형태가 주로 사용된다.

도 1은 이러한 엘이디 조명기구의 엘이디 배치 상태를 개략적으로 도시한 개념도로서, 도 1을 참조하면, 양극 배선(10)과 음극 배선(20)이 나란히 배치되어 있고, 상기 양극 배선(10)과 음극 배선(20)의 사이에 복수개의 엘이디 칩(30)이 배치 되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는 4개의 엘이디 칩이 하나의 블럭을 구성하고 있으며, 상기 양극 배선(10)과 음극 배선(20)의 사이에서 하나의 블럭 내에 포함되는 각각의 엘이디 칩을 직렬로 연결하는 전원 공급선(40)이 각각의 블럭 마다 배치된다.

도 1에 도시된 예에서는 각 블럭 내에 배치되는 엘이디 칩은 직렬로 연결되지만, 각각의 블럭 사이에서는 서로 병렬로 연결되어 있어, 결과적으로 각 엘이디 칩들이 직렬 및 병렬로 배치되도록 되어 있다. 그러나, 직렬로 연결된 엘이디 칩 중에서 하나라도 문제가 발생하는 경우에는 해당 블럭에 포함되는 모든 엘이디 칩이 작동하지 않게 되는 문제점이 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 엘이디 조명기구의 특정 부분 전체가 어두워지게 되므로, 마치 검은 띠가 생긴 것과 같이 보이게 되므로 제품의 품질을 크게 저하시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 일부의 엘이디 칩에 문제가 발생하여도 엘이디 조명기구 전체의 조도가 균일하게 유지될 수 있는 엘이디 조명기구를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 서로 직렬로 연결되는 복수 개의 엘이디 칩을 구비하는 복수개의 단위 엘이디 블럭; 외부의 전원 공급장치와 연결되어 상기 엘이디 칩에 전원을 공급하기 위한 양극 및 음극 전원선; 및 상기 양극 및 음극 전원선과 상기 단위 엘이디 블럭을 병렬로 연결하는 복수의 보조 전원선;을 포함하며, 하나의 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들의 사이에 다른 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들이 배치되는 엘이디 조명기구가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 각각의 단위 블럭 중 일부의 작동에 문제가 생기더라도 다른 블럭에서 발생된 빛으로 이를 상쇄할 수 있도록 함으로써, 특정 블럭에 해당되는 부분 전체가 암부가 되는 것을 방지하도록 한 것이다. 즉, 특정 블럭 내에 배치되는 엘이디 칩들의 사이 사이에 다른 블럭에 속하는 엘이디 칩이 배치되도록 한 것이다.

이때, 서로 이웃한 두 개의 블럭들에 속하는 엘이디 칩들이 번갈아서 배치되도록 할 수 있다. 이외에도, 세 개 또는 네 개의 블럭들에 속하는 엘이디 칩들이 번갈아서 배치되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 단위 엘이디 블럭 중 적어도 일부가 상기 외부 전원 공급장치에 대해서 서로 독립적으로 연결되도록 할 수도 있다. 이 경우, 각각의 블럭에 공급되는 전력량을 달리할 수 있게 되므로, 일부 블럭이 소등되는 경우 인접한 다른 블럭에 공급되는 전력을 증가시켜 휘도 저하를 보상하도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 길이 방향으로 연장되는 투광 커버; 상기 투광 커버의 내부에 설치되는 PCB; 및 상기 투광 커버의 양단부에 설치되며, 외부 전원과 연결되는 전극;을 포함하는 엘이디 조명기구로서, 상기 PCB에는 복수개의 엘이디가 직렬로 연결된 단위 엘이디 블럭이 복수개 구비되고, 상기 복수개의 엘이디 블럭은 상기 전극과 병렬로 연결되며, 상기 엘이디 블럭은 이웃한 엘이디 블럭과 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 배치되는 엘이디 조명기구가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는, 각각의 엘이디 블럭이 이웃한 엘이디 블럭과 중첩되도록 배치함으로써 일부 블럭의 소등시에 인접한 블럭에서 발생되는 빛으로 상쇄할 수 있도록 한 것이다. 여기서, '중첩'의 의미는 각각의 블럭들이 일렬로 서로 겹치는 것 외에도, 각각의 블럭의 다수개의 열을 이루도록 배치된 경우에 상기 커버의 길이 방향에 수직한 방향으로 중복되도록 배치되는 경우도 포함하는 것이다. 다시 말해서, 각각의 블럭들이 계단 형태를 이루도록 배치되는 것을 포함한다.

구체적인 예로서, 하나의 단위 블럭에 배치되는 엘이디 칩의 사이사이에 이 웃한 단위 블럭의 엘이디 칩이 각각 배치될 수도 있으며, 이 때, 상기 엘이디 칩들은 상기 투광 커버의 길이 방향을 따라서 일렬로 배치되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 각각의 블럭 중 적어도 일부가 상기 외부 전원과 독립적으로 연결되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 일부의 엘이디 칩 불량 또는 이상으로 인해 블럭 전체의 엘이디 칩이 소등되어도 이웃한 다른 블럭의 칩에 의해 상쇄되므로 종래에 비해 균일한 조도를 얻을 수 있게 된다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 일 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예는 본 발명의 사상을 엘이디 바에 적용한 것으로서, 상기 엘이디 바는 통상적으로 사용되는 형광등과 동일한 형태를 갖게 된다. 구체적으로는, 상기 엘이디 바(100)는 원통형의 투광 커버(110)를 포함하며, 상기 투광 커버(110)의 양단부를 엔드 캡(120)이 막고 있는 형태를 갖는다. 상기 투광 커버(110)는 투명 또는 반투명 재질로 이루어져 내부에 설치되는 엘이디 칩으로부터 조사되는 빛을 외부로 전달하는 역할을 한다.

상기 엔드 캡(120)에는 각각 양극 단자(122)과 음극 단자(124)가 설치되어 있어, 이들 단자를 외부 전원과 연결되는 소켓(미도시)에 결합시켜서 엘이디 바에 전원을 공급하도록 하고 있다.

상기 투광 커버(110)의 내측에는 엘이디 칩이 장착되는 PCB 기판이 설치되는데, 도 4에 상기 PCB 기판에 의해 구현되는 회로가 개략적으로 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 상기 PCB 기판은 상기 투광 커버(110)의 길이 방향을 따라서 연장된 형태를 가지며, 상기 두 개의 양극 단자(122) 및 음극 단자(124)의 사이에서 연결되는 양극 전원선(126) 및 음극 전원선(128)을 포함한다.

상기 양극 전원선 및 음극 전원선(126, 128)은 상기 단자들을 통해서 외부 전원과 연결되며, 이들 사이에 복수개의 엘이디 칩(140)들이 상기 투광 커버(110)의 길이 방향을 따라서 연장된다. 한편, 도 4에서는 총 16개의 엘이디 칩들을 포함하는 것을 예로 하고 있으며, 이들 16개의 엘이디 칩들은 다시 4개의 블럭으로 분류할 수 있다. 이들 블럭은 각각 4개의 엘이디 칩들을 포함하며, 각각의 블럭 내의 엘이디 칩들은 보조 전원선(150)에 의해 상기 양극 및 음극 전원선(126, 128) 사이에서 직렬로 연결되어 있다.

한편, 상기 각각의 블럭들은 상기 보조 전원선(150)들에 의해서 상기 양극 및 음극 전원선(126, 128)에 대해서 병렬로 연결되어 있다. 따라서, 특정 블럭내에 속하는 4개읠 엘이디 칩은 동시에 소등 또는 점등되지만, 특정 블럭의 소등여부와는 관계없이 다른 블럭들이 점등 또는 소등되게 구성된다.

상기 각각의 엘이디 칩들은 도 4에 도시된 바와 같이 이웃한 블럭내의 엘이디 칩과 혼재되어서 배치되는데, 도 4에서 A1, A2, A3 및 A4의 엘이디 칩이 하나의 블럭에 속하는 칩들이고 B1, B2, B3 및 B4에 속하는 엘이디 칩이 다른 블럭에 속하 는 칩들이다. 따라서, A 계열의 엘이디 칩에 문제가 발생되어도 B 계열의 엘이디 칩은 여전히 점등된 상태를 유지하므로 조도가 어느 정도 낮아지기는 하지만 특정 구역이 완전히 소등되지는 않는다(도 5 참조). 이를 통해, 하나의 엘이디 칩의 불량으로 인해서 특정 구간이 완전히 소등되는 문제를 해소할 수 있게 된다.

한편, 도 4에서는 두 개의 블럭 사이에서 엘이디 칩이 서로 교대로 배치되는 예를 도시하고 있지만, 엘이디 칩의 수나 교차되는 블럭의 수는 당업자가 임의로 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 블럭 내에 3개의 엘이디 칩을 배치하고, 이웃한 3개의 블럭 사이에서 엘이디 칩이 서로 교대로 배치되는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 특정 블럭 내의 소등으로 인한 조도 저하를 이웃한 2개의 블럭에서 상쇄하게 되므로 조도의 저하 정도를 더욱 줄일 수 있게 된다.

이외에도, 복수개의 엘이디 칩들을 일렬이 아닌 다수개의 열로 배치하는 예도 고려할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 개의 블럭을 도 7 기준으로 상하로 엇갈리게 배치하는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 각 블럭에 포함되는 엘이디 칩들이 상기 투광 커버의 길이 방향에 수직한 방향으로 중첩되므로 특정 블럭의 소등을 이웃한 블럭의 점등을 통해서 상쇄할 수 있게 된다. 물론, 이 경우에도 두 개의 열이 아닌 복수개의 열을 이루도록 배치할 수 있다.

도한, 도 8에 도시된 바와 같이 복수개의 양극 전원선 및 음극 전원선(122, 122', 124, 124')을 갖는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 두 개의 전원 공급라인을 갖게 되는 것이므로, 하나의 전원 공급라인을 통과하는 전류의 크기를 절반으로 줄일 수 있게 되므로 배선의 과부하를 방지하고, 이를 통해 엘이디 조명기구의 신뢰도를 증가시킬 수 있다.

하지만, 이 경우 단면 PCB에서는 배선이 서로 겹치는 부위 (원형 점선으로 표시한 부위)가 발생하는데 이는 점퍼(152)의 사용으로 해결될 수 있다. 나아가, 상기 점퍼로서 적당한 용량의 저항을 사용할 경우 엘이디에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 등 구동 안정성도 높일 수 있다. 아울러, 도 8에 도시된 블럭들은 이웃한 블럭들과 서로 다른 전원 라인을 통해서 전원이 공급되도록 구성되어 있다. 따라서, 특정 블럭에 문제가 발생하여 소등된 경우 이웃한 블럭에 공급되는 전류량을 증가시켜서 소등으로 인한 광량 감소분을 보상하도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 엘이디 조명기구의 내부 구성을 개략적으로 도시한 회로도이다.

도 2는 도 1에 도시된 예에서 특정 블럭이 소등된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 일 실시예를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 예의 내부 구성을 개략적으로 도시한 회로도이다.

도 5는 도 3에 도시된 예에서 특정 블럭이 소등된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 회로도이다.

도 7은 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 회로도이다.

도 8은 본 발명에 따른 엘이디 조명기구의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 회로도이다.

Claims

서로 직렬로 연결되는 복수 개의 엘이디 칩을 구비하는 복수개의 단위 엘이디 블럭;

외부의 전원 공급장치와 연결되어 상기 엘이디 칩에 전원을 공급하기 위한 양극 및 음극 전원선; 및

상기 양극 및 음극 전원선과 상기 단위 엘이디 블럭을 병렬로 연결하는 복수의 보조 전원선;을 포함하며,

하나의 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들의 사이에 다른 단위 엘이디 블럭에 구비되는 엘이디 칩들이 배치되는 엘이디 조명기구.
제1항에 있어서,

서로 이웃한 두 개의 단위 블럭에 구비되는 엘이디 칩들이 번갈아서 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
제1항에 있어서,

상기 단위 엘이디 블럭 중 적어도 일부가 상기 외부 전원 공급장치에 대해서 서로 독립적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
길이 방향으로 연장되는 투광 커버;

상기 투광 커버의 내부에 설치되는 PCB; 및

상기 투광 커버의 양단부에 설치되며, 외부 전원과 연결되는 전극;을 포함하는 엘이디 조명기구로서,

상기 PCB에는 복수개의 엘이디가 직렬로 연결된 단위 엘이디 블럭이 복수개 구비되고,

상기 복수개의 엘이디 블럭은 상기 전극과 병렬로 연결되며,

상기 엘이디 블럭은 이웃한 엘이디 블럭과 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 배치되는 엘이디 조명기구.
제5항에 있어서,

하나의 단위 블럭에 배치되는 엘이디 칩의 사이사이에 이웃한 단위 블럭의 엘이디 칩이 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
제6항에 있어서,

상기 엘이디 칩들은 상기 투광 커버의 길이 방향을 따라서 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
제5항에 있어서,

상기 각각의 블럭 중 적어도 일부가 상기 외부 전원과 독립적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.