KR20110049518A - 조명용 ｌｅｄ 모듈 - Google Patents

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KR20110049518A KR1020090106563A KR20090106563A KR20110049518A KR 20110049518 A KR20110049518 A KR 20110049518A KR 1020090106563 A KR1020090106563 A KR 1020090106563A KR 20090106563 A KR20090106563 A KR 20090106563A KR 20110049518 A KR20110049518 A KR 20110049518A
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Abstract

LED 구동을 위해 인가되는 전원의 극성에 상관없이 LED에 순방향 전압, 전류를 제공함으로써 LED에 악영향을 미치지 않고 LED를 구동할 수 있는 조명용 LED 모듈이 개시된다. 상기 조명용 LED 모듈은, 기판; 상기 기판상에 배치된 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 발광부; 상기 LED 발광부의 구동을 위한 극성을 갖는 LED 구동 전원을 입력받는 전원공급부; 및 상기 기판상에 배치되며, 상기 전원공급부로부터 입력받은 극성을 갖는 외부 LED 구동 전원이 상기 LED 발광부의 LED에 순방향으로 인가되도록 전원 공급 경로를 형성하는 브릿지 회로부를 포함할 수 있다.
Figure P1020090106563
조명, LED, 모듈, 다이오드, 브릿지, 극성

Description

조명용 ＬＥＤ 모듈{LED MODULE FOR ILLUMINATION}
본 발명은 조명에 사용되는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 구동을 위해 인가되는 전원의 극성에 상관없이 LED에 순방향 전압, 전류를 제공함으로써 LED에 악영향을 미치지 않고 LED를 구동할 수 있는 조명용 LED 모듈에 과한 것이다.
종래의 조명용 광원으로는 통상 형광등으로 알려진 열음극 형광램프(HOT CATHODE FLUORESCET LAMP: HCFL) 또는 냉음극 형광램프(COLD CATHODE FLUORESCET LAMP: CCFL) 등이 이 주로 사용되었왔다.
이러한 열음극 형광램프 또는 냉음극 형광램프는 수은(Hg)에 의해 방출되는 자외선과 형광물질을 서로 반응시키고, 이 때 발생하는 가시광선을 조명에 사용하는 조명용 광원이다. 이와 같이, 종래의 열음극 형광램프 또는 냉음극 형광램프는 수은을 사용하기 때문에 환경오염을 발생시키는 요인이 될 수 있어 환경 규제(RoHs)의 대상이 되고 있으며, 납(Pb)과 수은(Hg)의 반응에 의해 아말감이 생성되어 장시간 사용시에 전극부 주변에 흑화 현상이 발생한다. 또한, 종래의 열음극 형광램프 또는 냉음극 형광램프는 가시광으로 변환되는 에너지 효율이 25%에 불과하고 램프의 교체 주가가 연속구동시 6-13 개월이 되므로 자주 교체하여야 하는 불편함이 발생할 수 있다.
전술한 종래의 형광 램프의 단점들을 해결하기 위해 최근 LED를 이용한 조명 장치들에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. LED를 이용한 조명을 위해서는 기판 상에 LED를 배치하고 기판 상하부에 형성되는 도전패턴으로 LED를 상호 연결한 구조의 LED 모듈을 제작하게 된다. 이러한 LED 모듈을 다수 연결함으로써 원하는 사이즈의 조명을 제작할 수 있다. 이러한 LED 모듈에서 LED의 구동을 위해 제공되는 구동 전압은 LED의 순방향으로 제공되어야 한다. 특히 LED는 역방향 전압이나 전류에 매우 취약하므로, LED 모듈에 연결되는 전원은 그 극성에 매우 유의하여 연결하여야 한다. 그러나, 실제 LED를 이용한 조명 제조시 작업자 부주의나 이해부족 또는 작업환경 등에 따라 전원 극성이 반대로 인가되도록 LED 모듈을 연결하는 경우가 발생하여 LED가 파손되고 LED 모듈이 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 LED에 제공되는 구동 전원의 극성에 상관없이 LED에 순방향의 전압, 전류를 공급할 수 있는 조명용 LED 모듈을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
기판;
상기 기판상에 배치된 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 발광부;
상기 LED 발광부의 구동을 위한 극성을 갖는 LED 구동 전원을 입력받는 전원공급부; 및
상기 기판상에 배치되며, 상기 전원공급부로부터 입력받은 극성을 갖는 외부 LED 구동 전원이 상기 LED 발광부의 LED에 순방향으로 인가되도록 전원 공급 경로를 형성하는 브릿지 회로부를 포함하는 조명용 LED 모듈을 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 LED 발광부는, 서로 직렬연결된 둘 이상의 LED를 갖는 적어도 하나의 LED 어레이를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 LED 발광부는, 둘 이상의 상기 LED 어레이를 포함할 수 있으며, 상기 둘 이상의 LED 어레이는 동일한 극성의 단자들 끼리 연결된 상호 병렬연결 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 브릿지 회로부는, 상기 LED 구동 전원의 일극성이 인가되는 애노드와, 상기 LED 발광부의 일단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 구동 전원의 타극성이 인가되는 애노드를 갖는 제2 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 발광부의 타단에 연결된 애노드를 갖는 제3 다이오드 및 상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 제3 다이오드의 애노드에 연결된 애노드를 갖는 제4 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 전원공급부는, 상기 기판의 양단에 각각 배치된 두 개의 소켓 구조로 형성될 수 있으며, 이 실시형태를 적용하는 경우 복수의 LED 모듈을 소켓을 이용하여 연결함으로써 일렬로 긴 형태의 조명을 형성할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은,
적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 발광부; 및 극성을 갖는 LED 구동 전원의 일극성이 일극성이 인가되는 애노드와, 상기 LED 발광부의 일단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 구동 전원의 타극성이 인가되는 애노드를 갖는 제2 다이오드와, 상기 제1 다이오드 의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 발광부의 타단에 연결된 애노드를 갖는 제3 다이오드 및 상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 제3 다이오드의 애노드에 연결된 애노드를 갖는 제4 다이오드를 갖는 브릿지 회로부를 포함하는 조명용 LED 모듈을 제공한다.
본 발명에 따르면, LED 구동 전원의 극성에 상관없이 LED 모듈을 전원에 연결할 수 있으므로 수 있으므로, 작업자의 작업 효율을 향상시키고, 전원 극성을 잘못 연결하여 발생하는 LED 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 회로도 이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈(10)은, 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 배치된 적어도 하나의 LED(122)를 포함하는 LED 발광부(12)와, 상기 LED 발광부(12)의 구동을 위한 극성을 갖는 LED 구동 전원이 입력되는 전원공급부(141, 142) 및 상기 기판(11) 상에 배치되며, 상기 극성을 갖는 외부 LED 구동 전원이 상기 LED 발광부(12)의 LED(122)에 순방향으로 인가되도록 전원 공급 경로를 형성하는 브릿지 회로부(13)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 기판(11)은 LED 모듈(10)을 구성하는 여러 엘리먼트들을 배치하기 위해 마련되는 것으로, PCB, 유전체 기판, 세라믹 기판 등 당업계에 알려진 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있다. 상기 기판(11)의 상면에는 기판 상에 배치된 엘리먼트들의 전기적인 연결을 위한 전극 패턴들이 형성될 수 있으며, 전극 패턴들 상호간의 교차 등의 필요에 따라 도전성 비아홀 및 기판 하부의 전극 패턴이 형성될 수도 있다.
상기 LED 발광부(12)는 적어도 하나의 LED(122)를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 LED(122)는 상기 기판(11) 상에 배치된다. 조명용으로 적용하기에 충분한 광량을 얻을 수 있도록 상기 LED 발광부(12)는 복수의 LED(122)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 LED 발광부(12)는 서로 직렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이(121)를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상기 LED 발광부(12)가 LED 어레이(121)를 복수개 포함하는 실시형태에서, 복수의 LED 어레이들은, 동일한 극성을 갖는 LED 어레이(121)의 양단(T1, T2)이 서로 공통으로 연결된 병렬 연결 구조로 연결될 수 있다. 상기와 같이 병렬 연결 연결된 복수의 LED 어레이들은 공통의 두 단자(T1, T2)를 통해 전원 전압을 인가 받을 수 있다.
상기 전원공급부(141, 142)에는 LED 모듈(10)의 상기 LED 발광부(12)가 발광할 수 있는 전력을 공급받기 위한 위한 LED 구동 전원이 입력된다. 상기 전원공급부(141, 142)는 전원장치(미도시)에서 생성된 극성을 갖는 LED 구동 전원을 입력 받을 수 있는 다양한 형상 및 구조로 구현될 수 있다. 특히, 도 1에서는 서로 다른 극성의 LED 구동 전원을 입력 받을 수 있는 소켓 형상의 전원공급부(141, 142)를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전원공급부(141, 142)는, 기판(11)의 양단에 각각 배치된 두 개의 소켓 구조로 형성될 수 있다. 이러한 두 개의 소켓 구조는 다른 LED 모듈 소켓과의 상호 연결을 통해 도 4에 도시한 것과 같이 일렬로 긴 형태의 조명 장치를 형성할 수 있다.
상기 브릿지 회로부(14)는 기판(11) 상에 배치되며, 상기 극성을 갖는 외부 LED 구동 전원이 상기 LED 발광부(12)의 LED에 순방향으로 인가되도록 전원 공급 경로를 형성한다. 즉, 상기 브릿지 회로부(14)는 전원공급부(141, 142)의 두 단자에 어떠한 극성으로 전원이 인가되더라도 LED 발광부(12)의 두 단자(T1, T2)에는 항상 순방향의 전원이 인가되도록 전원의 경로를 설정한다.
구체적으로 상기 브릿지 회로부(14)는, 4 개의 다이오드(131-134)로 구성될 수 있다. 상기 브릿지 회로부(14)는, 상기 LED 구동 전원의 일극성이 인가되는 애노드 및 상기 LED 발광부(12)의 일단(T1)에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드(131)와, 상기 제1 다이오드(131)의 캐소드에 연결된 캐소드 및 상기 LED 구동 전원의 타극성이 인가되는 애노드를 갖는 제2 다이오드(132)와, 상기 제1 다이오드(131)의 애노드에 연결된 캐소드 및 상기 LED 발광부(12)의 타단(T2)에 연결된 애노드를 갖는 제3 다이오드(133)와, 상기 제2 다이오드(132)의 애노드에 연결된 캐소드 및 상기 제3 다이오드(133)의 애노드에 연결된 애노드를 갖는 제4 다이오드(134)를 포함할 수 있다.
이하, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 작용 및 효과를 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3a 내지 3d는 도 2에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 전원 극성별 전류 흐름을 도시한 회로도이다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 회로도 상의 좌측에 위치한 제1 전원공급부(141)의 상부단자에 (+), 하부단자에 (-) 극성의 전원이 연결되는 경우, 전류는 제1 전원공급부(141)의 상부단자로부터 제1 다이오드(131)를 거쳐 LED 발광부(12)의 애노드측 단자(T1)으로 제공된다. LED 발광부(12)를 통과한 전류는 제4 다이오 드(134)를 지나 제1 전원공급부(141)의 하부단자로 흘러 나간다.
다음으로, 도 3a와는 반대로 전원의 극성이 인가되는 경우, 즉 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 전원공급부(141)의 상부단자에 (-), 하부단자에 (+) 극성의 전원이 연결되는 경우, 전류는 제1 전원공급부(141)의 하부단자로부터 제2 다이오드(132)를 거쳐 LED 발광부(12)의 애노드측 단자(T1)으로 제공된다. LED 발광부(12)를 통과한 전류는 제3 다이오드(133)를 지나 제1 전원공급부(141)의 상부단자로 흘러 나간다.
도 3c 및 도 3d는 도면상의 우측에 도시한 제2 전원공급부(142)에 전원이 공급되는 경우에 동작을 도시한 것으로, 각각 도 3a와 도 3b와 도시한 것과 동일한 동작을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 전원공급부(141)에 전원의 극성이 어떠한 방향으로 입력되더라도 LED 발광부(12)에 항상 순방향의 전류가 흐를 수 있도록 브릿지 회로부(13)에 의해 전원 경로가 결정될 수 있다. 이러한 본 발명의 특징에 의해, LED 구동 전원의 극성에 상관없이 LED 모듈을 전원에 연결할 수 있게되므로, 작업자의 작업 효율을 향상시키고 전원 극성을 잘못 연결하여 발생하는 LED 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 LED 모듈(10a-10c) 각각의 양측에 구비된 소켓형태의 전원공급부(142a, 142b, 141b, 141c)를 상호 연결함으로써 소정 길이를 갖는 조명장치를 제작할 수 있다. 이 조명장치의 일단에 위치한 전원공급 부(141a)에 외부 전원장치에서 생성된 LED 구동 전원을 인가함으로써, 조명장치에 포함된 모든 LED 모듈(10a-10c)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 각 LED 모듈(10a-10c)을 연결할 때 전원 극성을 무시할 수 있으므로 각 LED 모듈(10a-10c)의 연결 방향에 대한 주의를 기울이지 않아된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, LED 모듈(10b)이 나머지 LED 모듈(10a, 10c)와는 다른 방향으로 연결되어도 LED 모듈(10b) 내의 LED 발광부(12b)에는 순방향으로 전원이 연결되어 정상 발광이 가능하다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 회로도 이다.
도 3a 내지 3d는 도 2에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈의 전원 극성별 전류 흐름을 도시한 회로도이다.
도 4는 도 1의 본 발명의 일실시형태에 따른 조명용 LED 모듈을 일렬로 연결한 조명 장치를 도시한 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: LED 모듈 11: LED 발광부
13: 브릿지 회로부 141, 142: 전원 연결부

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판상에 배치된 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 발광부;
    상기 LED 발광부의 구동을 위한 극성을 갖는 LED 구동 전원을 입력받는 전원공급부; 및
    상기 기판상에 배치되며, 상기 전원공급부로부터 입력받은 극성을 갖는 외부 LED 구동 전원이 상기 LED 발광부의 LED에 순방향으로 인가되도록 전원 공급 경로를 형성하는 브릿지 회로부를 포함하는 조명용 LED 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 발광부는,
    서로 직렬연결된 둘 이상의 LED를 갖는 적어도 하나의 LED 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 LED 발광부는,
    둘 이상의 상기 LED 어레이를 포함하며, 상기 둘 이상의 LED 어레이는 상호 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 브릿지 회로부는,
    상기 LED 구동 전원의 일극성이 인가되는 애노드와, 상기 LED 발광부의 일단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 구동 전원의 타극성이 인가되는 애노드를 갖는 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 발광부의 타단에 연결된 애노드를 갖는 제3 다이오드; 및
    상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 제3 다이오드의 애노드에 연결된 애노드를 갖는 제4 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전원공급부는,
    상기 기판의 양단에 각각 배치된 두 개의 소켓 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 모듈.
  6. 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 발광부; 및
    극성을 갖는 LED 구동 전원의 일극성이 일극성이 인가되는 애노드와, 상기 LED 발광부의 일단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 구동 전원의 타극성이 인가되는 애노드를 갖는 제2 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 LED 발광부의 타단에 연결된 애노드를 갖는 제3 다이오드 및 상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와, 상기 제3 다이오드의 애노드에 연결된 애노드를 갖는 제4 다이오드를 갖는 브릿지 회로부
    를 포함하는 조명용 LED 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488354B1 (ko) * 2013-05-20 2015-01-30 주식회사 포스코엘이디 광 반도체 조명장치
KR20190053397A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 아모센스 엘이디 조명장치

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