KR20110067212A - Tube type led lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 튜브형 엘이디 조명등에 관한 것으로 더욱 상세하게는 엘이디 발광부의 역률을 향상시키고 발광부에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하여 고휘도의 안정적인 조명을 제공하는 튜브형 엘이디 조명등에 관한 것이다.The present invention relates to a tubular LED lighting lamp, and more particularly, to a tube-shaped LED lighting lamp that improves the power factor of the LED light emitting unit and efficiently discharges heat generated from the LED light emitting unit to provide stable lighting with high brightness.
지구 온난화를 막기 위하여 전 세계는 이산화탄소의 배출을 줄이기 위하여 다양한 노력을 경주하고 있는 가운데 우리나라에서도 이산화탄소 배출의 원인으로 주목되는 화석연료의 사용을 최대한 줄이고자 노력하고 있다.In order to prevent global warming, the world is making various efforts to reduce the emission of carbon dioxide, and Korea is trying to reduce the use of fossil fuels, which are noted as a source of carbon dioxide emissions, in Korea.
화석연료 사용을 줄이기 위하여 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법 중 하나가 에너지의 효율적 사용 즉 에너지 절약이고, 대표적으로 고효율 조명기기의 사용을 들 수 있다.One of the easiest approaches to reduce the use of fossil fuels is the efficient use of energy, namely energy saving, and the use of highly efficient lighting equipment.
이러한 시대적 상황에 따라 기존 형광등이나 백열들의 높은 소비전력을 60%이상 줄이고 형광등 내에 포함된 수은 가스와 같은 환경 오염 물질로 인한 피해를 예방할 수 있으며, 엘이디 가격 하락에 힘입어 엘이디 조명등에 대한 관심이 급속히 증대되고 있다.Under these circumstances, we can reduce the high power consumption of existing fluorescent lamps and incandescent lamps by more than 60% and prevent damage caused by environmental pollutants such as mercury gas contained in fluorescent lamps. It is increasing.
형광등을 대체하고자 하는 엘이디 조명등에 관한 기술로는 특허 제821975호(선행기술 1)를 들 수 있다. As a technology related to LED lighting to replace the fluorescent lamp, there is a patent 821975 (prior art 1).
상기 선행기술 1의 경우에는 일반적인 형광등에 소켓 형태로 끼워서 사용하는 편리한 구성이나, 일반적인 방여판 구조에다가 뜨겁게 달궈진 방열판의 열을 방출하는데 장애가 되는 커버가 덧씌워져 있어서 엘이디 소자에 일정하게 인가되는 전류로 인하여 발생되는 엘이디 전극 접합부에서의 과도한 열을 효과적으로 방출하기 곤란함에 따라 엘이디의 광도가 감소하고 허용 전류도 크게 감소하여 결국 안전 동작 영역을 벗어나 과전류가 흐르게 되는 경우가 발생할 수 있어 엘이디의 수명 감소와 성능 저하의 주된 요인으로 작용하게 된다.In the case of the
엘이디의 열특성을 살펴보면, 일정한 전류에서 엘이디의 광출력은 엘이디의 전극 접합부의 온도 작용에 따라 크게 변하며 엘이 전극 접합부의 온도는 주변 온도, 엘이디에 흐르는 전류 그리고 주위의 방열기에 의해 크게 영향을 받으므로, 엘이디 전극 접합부의 온도는 시스템의 특성에 매우 큰 영향을 미치므로 방열 시스템의 효율성은 엘이디 조명등의 특성과 수명을 나타내는 중요한 인자에 하나이므로 형광등에 적용되는 튜브형 엘이디 조명등에 적용 가능한 효율적인 방열 시스템이 요구된다.Looking at the thermal characteristics of the LED, the LED's light output at a constant current varies greatly with the temperature action of the LED's electrode junction, and the temperature of the LED's electrode junction is greatly affected by the ambient temperature, the current flowing through the LED, and the surrounding radiator. Therefore, since the temperature of the LED electrode junction has a great influence on the characteristics of the system, the efficiency of the heat dissipation system is one of the important factors indicating the characteristics and lifetime of the LED lamp. Therefore, an efficient heat dissipation system applicable to the tube-type LED lamps applied to the fluorescent lamp Required.
한편, 등록특허 제884279호(선행기술 2) 역시 엘이디를 이용한 형광등에 관한 구성으로 전원회로에 특성이 있는 발명이다.On the other hand, Patent No. 888279 (prior art 2) is an invention having characteristics in the power supply circuit with a configuration related to the fluorescent lamp using the LED.
상기 선행기술 2의 전원회로를 살펴보면, 엘이디 모듈에 안정적인 직류 전원을 공급하기 위하여 과전류 보호부, 평활부, DC-DC인버터부, 역극성 보호 브릿지 다이오드 등을 적용한 것으로 그 특성은 우수하나, 다소 과도한 제어 회로들이 적용되어 엘이디 조명등의 원가가 상승하고 전원변환회로의 전체적인 크기가 증대되며, 최근에 출시되는 고휘도 및 파워 엘이디는 내전압과 내전류에 대한 특성, 역극성에 대한 복구(recovery) 성능이 크게 향상되어 간단하면서 효율적이 전원변환회로가 필요한 실정이다.Looking at the power supply circuit of the
또한 상기 선행기술들에 개시된 발광부 엘이디 모듈의 개별 엘이디 소자들은 직렬로 연결되어 있어, 특정 엘이디 소자에 문제가 발생할 경우 전체 엘이디 모듈이 발광되지 않는 문제가 있어 문제가 발생한 엘이디 소자를 찾아내기 위하여 전체 엘이디 소자를 대상으로 이상 유무를 체크해야 하는 단점이 있다.In addition, the individual LED elements of the LED unit disclosed in the prior art are connected in series, so that if a problem occurs in a specific LED element, the entire LED module does not emit light, so that the entire LED element may be found. There is a disadvantage in that the LED device must be checked for abnormality.
본 발명의 상기와 같은 선행기술드의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 튜브형 엘이디 조명등에서 공기 흡배출구를 형성한 이중 구조의 방열체를 적용하여 효율적인 방열이 가능한 튜브형 엘이디 조명등을 제공하는 것이 목적이다.It is an object of the present invention to provide a tube-type LED lighting that can be efficiently radiated by applying a heat sink having a double structure formed in the air intake and discharge holes in the tube-type LED lighting to overcome the disadvantages of the prior art as described above.
또한 비교적 간단한 변환회로로 역율이 우수한 변환회로를 적용하여 에너지 효율이 높은 튜브형 엘이디 조명등을 제공하는 것이 또 다른 목적이다.In addition, it is another object to provide a tube type LED lighting lamp with high energy efficiency by applying a conversion circuit having a high power factor to a relatively simple conversion circuit.
또 다른 목적으로 엘이디 소자의 전기적 연결을 병렬과 직렬을 혼합하여 유지보수가 편리한 튜브형 엘이디 조명등을 제공하는 것이다. Another purpose is to provide a tube-type LED lamp that is easy to maintain by mixing parallel and series electrical connections of the LED elements.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일반 안정기 또는 전자식 안정기를 포함하는 일반 형광등 소켓에 장착하여 사용하며, 상기 안정기로부터 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원변환부, 상기 전원변환부로부터 공급되는 직류 전원에 의하여 발광하는 다수의 엘이디로 이루어진 엘이디 모듈 및 상기 전원변환부와 엘이디 모듈을 감싸는 외관을 포함하는 튜브형 엘이디 조명등에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is used by mounting to a general fluorescent lamp socket including a general ballast or electronic ballast, a power conversion unit for converting AC power into DC power from the ballast, DC supplied from the power conversion unit In the LED module comprising a plurality of LEDs that emit light by a power source and the tube-shaped LED lamp including the power conversion unit and the appearance surrounding the LED module,
상기 전원변환부는 안정기에서 공급되는 교류를 정류하기 위한 브릿지 정류회로; 상기 전원변환부로 입력되는 교류전원의 스위칭 노이즈 완화 및 써지 전압 바이패스를 위한 소자보호용 콘덴서;; 상기 엘이디 모듈에 인가되는 부하 전류의 맥동을 제거하는 초우크; 및 전체 부하의 역률을 0.98이상으로 유지할 수 있도록 설정된 LC회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power conversion unit bridge rectifier circuit for rectifying the AC supplied from the ballast; A device protection capacitor for reducing switching noise and surge voltage bypass of the AC power inputted to the power conversion unit; A choke for removing pulsation of the load current applied to the LED module; And an LC circuit set to maintain the power factor of the entire load at 0.98 or more.
바람직하게는 상기 외관은 엘이디 모듈 배면에 장착되는 이중 구조의 방열판을 포함하되, 상기 방열판은 다수의 냉각용 팬이 형성되고 열 방출의 효율성을 향상시키기 위하여 공기 순환 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the appearance includes a heat sink having a dual structure mounted to the back of the LED module, the heat sink is characterized in that a plurality of cooling fans are formed and includes an air circulation structure to improve the efficiency of heat dissipation.
바람직하게는 상기 엘이디 모듈은 2개이상의 엘이디가 병렬로 연결되는 다수의 엘이디 셋과 상기 개별 엘이디 셋은 저항과 함께 서로 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the LED module is characterized in that a plurality of LED sets and two or more LEDs are connected in parallel and the individual LED set is connected in series with a resistor.
더욱 바람직하게는 상기 외관은 상기 방열판 측면 홈부에 결합하며, 엘이디 모듀에서 발광되는 빛을 240도 이상의 방향으로 방사시키며, 엘이디 모듈을 보호하는 원통형의 투명 외통을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the appearance is coupled to the heat sink side groove portion, and emits light emitted from the LED module in a direction of more than 240 degrees, characterized in that it further comprises a cylindrical transparent outer shell to protect the LED module.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects through the problem solving means described above.
1) 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등은 일반 형광등의 기존 소켓을 그대로 활용하여 고휘도의 조명을 얻을 수 있어 환경 오염 예방과 에너지 소비를 줄이는 효과가 있다.1) The tube type LED lighting lamp according to the present invention can obtain high-brightness lighting by utilizing existing sockets of ordinary fluorescent lamps, thereby preventing environmental pollution and reducing energy consumption.
2) 개별 엘이디 소자의 전극 접합부에서 발생하는 과도한 열을 효과적으로 방출하여 사용되는 엘이디 소자가 갖는 광도 특성을 최대한 극대화할 수 있는 효과가 있다.2) By effectively dissipating excess heat generated at the electrode junctions of individual LED elements, it is possible to maximize the brightness characteristics of the LED elements used.
3) 경제적인 전원변환회로 구성을 통하여 생산 원가의 절감과 제작 공수를 줄이는 효과가 있다.3) Economical power conversion circuit configuration can reduce production costs and reduce manufacturing costs.
4) 전체 부하의 역률을 개선하여 소비 전력의 효율을 극대화하는 효과가 있다.4) It has the effect of maximizing the power consumption efficiency by improving the power factor of the entire load.
5) 엘이디 소자를 직렬 및 병렬로 혼합 구성하여 개별 엘이디 소자의 불량을 실시간으로 체크할 수 있어서 엘이디 모듈의 유지 보수가 유리한 효과가 있다.5) By combining LED devices in series and parallel, it is possible to check the failure of individual LED devices in real time, which is advantageous to maintain the LED module.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등의 회로 구성을 나타낸 회로도 이고, 도 2는 도 1의 엘이디 모듈의 구성을 나타낸 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등 중 방열판의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 3의 측 단면도이다.1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the tube-shaped LED lighting according to the present invention, Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the LED module of Figure 1, Figure 3 is a configuration showing the configuration of the heat sink of the tube-shaped LED lighting according to the present invention 4 is a side cross-sectional view of FIG. 3.
본 발명은 기존 재래식 형광등 장치에 그대로 적용되는 것으로 외형적 형태는 종래 형광등과 유사하며, 특히 소켓에 장착되는 규격은 종래 형광등과 동일하다. 따라서 종래의 안정기에서 출력되는 전원을 변환하여 엘이디를 발광한다.The present invention is applied to the conventional conventional fluorescent lamp device as it is, the external shape is similar to the conventional fluorescent lamp, in particular, the standard mounted on the socket is the same as the conventional fluorescent lamp. Therefore, by converting the power output from the conventional ballast to emit the LED.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 전원변환부(200)와 엘이디 모듈(100)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the present invention includes a
상기 엘이디 모듈(100)은 방열 특성 향상을 위하여 열전도성이 높은 금속회로기판(10)에 고휘도 엘이디 또는 파워 엘이디 소자(110)가 다수 장착된다.The
상기 엘이디 소자(110)의 수는 요구되는 엘이디 조명등의 휘도에 따라 다양 하게 적용 가능하다The number of the
여기서 상기 엘이디 소자(110)는 유지 보수의 편리성의 향상시키기 위하여 몇개의 엘이디 소자(110)로 이루어진 엘이디 셋(110a)으로 서로 연결된다.In this case, the
상기 엘이디 셋(110a)은 2개이상의 엘이디 소자(110)로 이루어지며 필요에 그 수는 선택 가능하며, 도 2에서는 3개의 엘이디 소자(110)를 하나의 단위 엘이디 셋(110a)으로 표현하였으나, 그 수를 한정하는 의미는 아니다.The
단일 엘이디 셋(110a)에서는 병렬로 엘이디 소자(110)가 연결되어 있으며, 각 엘이디 셋(110a)들은 서로 직렬로 연결된다.In the
그리고 중앙 엘이디 셋(110a)을 기준으로 이웃하는 좌우측 이웃하는 엘이디 셋(110a)과는 다른 극 끼리 저항(120)을 통하여 서로 연결한다.Then, the poles are connected to each other through the
상기 저항(120)은 직렬로 연결된 일부 엘이디 셋(110a)의 개별 엘이디 소자(110)의 안전을 위한 저류 제한용으로 사용된다. The
각 엘이디 셋(110a)을 연결하는 저항(120)은 동일한 저항값을 가질 수 있으나, 필요에 따라서는 달리 선택할 수 있다.The
이러한 엘이디의 배치는 본 발명의 특징적인 구성에 하나로 장애가 발생한 엘이디 셋(110a)만 발광되지 않아 손쉽게 장애 위치를 찾을 수 있어 바로 교체가 가능하여 유지보수에서 매우 유리한 특징이 있다.The arrangement of the LED is one of the characteristic configuration of the present invention does not emit only one LED set (110a) is a failure can easily find the location of the fault can be replaced immediately there is a very advantageous feature in maintenance.
다음은 본 발명에 적용되는 전원변환부(200)에 대하여 설명한다.Next, the
도 1에 도시된 바와 같이,전원변환부(200)은 안정기의 양출력단에 각각 연결 되어 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 엘이디 모듈(100)로 출력하는 역할을 한다.As shown in Figure 1, the
안정기에 의하여 입력되는 교류를 정류하는 브릿지 정류회로(210)를 상기 전원변환부(200)는 포함한다. 상기 브릿지 정류회로(210)는 통상의 정류회로가 선택될 수 있다.The
상기 브릿지 정류회로(210)에 접속되는 안정기 전원은 다수의 다이오드(211)를 거쳐 입력된다.The ballast power source connected to the
상기 다이오드(211)는 통상 2개의 브릿지 회로를 이용하는 정류회로를 단일 브릿지 회로로 구현하기 위해 필요한 구성으로 교류전원의 게이트 역할을 한다.The
그리고 입력 교류전원의 스위칭 노이즈 완화 및 써지(surge)전압 바이패스를 위한 소자보호용 콘덴서(220)가 일부 다이오드(211)에 적용되며, 상기 소자보호용 콘덴서(220)는 적절한 용량을 산정하여 상기 기능을 달성한다.In addition, a
또한, 엘이디 모듈(100)에 인가되는 불필요한 부하 전류의 급작스런 변화를 제어하기 위하여 상기 전원변환부(200)는 초우크(230)를 포함한다.In addition, the
특히 상기 초우크(230)는 불완전한 전원 상황에서 적절히 대응되어 에너지 효율을 높인다.In particular, the
그리고 LC회로(240)를 포함한다. 상기 LC회로(240)는 상기 전원변환부(200)와 엘이디 모듈(100)을 포함하는 전체 부하의 역률을 0.98 이상으로 높이기 위하여 입력 임피던스의 위상각을 0에 최대한 근접하게 동작 주파수를 맞추게 회로 값들이 설정된다.And an
본 발명에 적용되는 상기 전원변화부(200)는 초우크, 콘덴서 등의 간단한 보호회로를 적용하여 엘이디에 가해질 수 있는 돌입전류나 불필요한 맥동전압을 제거함으로써 안정된 조명 상태를 유지하고, 상기 보호회로의 간소화에 따른 경제성을 확보하며, 또한 전체 부하의 동작 주파수를 고려한 LC회로를 구성하여 소비전력 효율을 극대화하는 특징이 있다.The power
다음은 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등의 외관 구조에 대하여 설명한다. 특히 본 발명의 방열판은 후술하는 바와 같이 이중 구조로 이루어지고 또한 공기 순환 구조를 가져 방열효율을 극대화한 것에 특징이 있다.Next will be described the external structure of the tubular LED lighting according to the present invention. In particular, the heat sink of the present invention is characterized by maximizing the heat dissipation efficiency by having a double structure and having an air circulation structure as described below.
엘이디 모듈(100)은 전술한 바와 같이 금속 회로기판(10)에 장착된다. 엘이디 모듈(100) 장착된 금속 회로기판(10)의 뒷면으로 이중 구조의 방열판 중 제1방열판(20)이 장착된다.The
상기 제1방열판(20)의 좌/우측 측면으로 투명의 외통(50)이 끼워지는 홈부(21)가 각각 형성되어 있다.The
상기 제1방열판(20)외 외부에는 방열 효율을 올리기 위한 제1핀(22)이 다수개 형성되어 있으며, 상기 제1핀(22)은 제1방열판(20)의 길이방향으로 연속하여 형성된다.A plurality of
상기 제1방열판(20)의 외곽에 결합하는 제2방열판(30)이 구비된다. 상기 제2방열판(30)은 원호 형태의 단면을 가지며, 외곽에는 방열 효율을 높이기 위한 제2핀(31)이 길이 방향으로 연속적으로 형성된다.A second
상기 제2방열판(30)이 상기 제1방열판(20)에 결합되는 경우에는 상기 방열판 사이에 공간(40)이 형성되며, 상기 공간의 공기를 외부에서 유입시키기 위하여 상기 제2방열판(30)의 끝단에는 좌우측에 관통홀(32)이 형성되며, 상기 관통홀(32)은 길이 방향으로 적어도 30셋이상 형성되어 공간의 공기가 유입되어 제1방열판(20)을 냉각하게 된다.When the second
또한 제2방열판(30)의 중앙부에는 길이 방향으로 관로(33)를 형성하여 공간(40)의 공기를 길이 방향으로 유동시키는 통로 역할을 한다.In addition, by forming a
또한 상기 관로(33)에는 외부로 공기가 유출될 수 있도록 유출홀(34)가 형성된다. 상기 유출홀(34)은 관통홀(32)과 같은 수로 길이 방향으로 형성된다.In addition, an
상기 관통홀(32), 관로(32) 및 유출홀(34)이 본 발명 방열판의 공기순환 구조로 원활한 방열작용을 한다.The through
상기 제1방열판(10)과 제2방열판(30)은 개별로 제작되어 서로 결합하나, 필요에 따라 일체로도 제작될 수 있다.The first
최종적으로 상기 홈부(21)에는 투명 외통(50)이 삽입되며, 상기 외통은 빛의 적절한 산란과 엘이디 모듈(100)과 내부 회로들을 보호하는 역할을 하며, 내열성이 있는 투명 재질이면 어느 것이나 무방하나, 바람직하게는 폴리카보네이트이다.Finally, a transparent
상기 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등은 외통(50)의 중심부에서 240도 이상으로 방사할 수 있도록 단면의 크기를 선정한다.As shown in FIG. 3, the tubular LED lighting lamp according to the present invention selects the size of the cross section so as to emit more than 240 degrees from the center of the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였 으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.Although the present invention has been illustrated and described with respect to specific preferred embodiments, the invention is not limited to these embodiments, and the invention is claimed in the claims by one of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all embodiments of the various forms that can be carried out without departing from the spirit of the invention.
도 1은 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등의 회로도이며,1 is a circuit diagram of a tube-shaped LED lamp according to the present invention,
도 2는 도 1의 엘이디 모듈을 나타내는 회로도이며,FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the LED module of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 튜브형 엘이디 조명등의 방열판을 나타내는 정면도 및 측면도이며,Figure 3 is a front view and a side view showing a heat sink of the tubular LED lighting according to the present invention,
도 4는 도 3의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 금속 회로기판 20: 제1방열판10: metal circuit board 20: the first heat sink
21: 홈부 22: 제1핀21: groove 22: first pin
30: 제2방열판 31: 제2핀30: second heat sink 31: second fin
32: 관통홀 33: 관로32: through hole 33: pipeline
34: 유출홀 40: 공간34: outflow hole 40: space
50: 외통 100: 엘이디 모듈50: outer cylinder 100: LED module
110: 엘이디 110a: 엘이디 셋110:
120: 저항 200: 전원변환부120: resistance 200: power conversion unit
210: 브릿지 정류회로 211: 다이오드210: bridge rectification circuit 211: diode
220: 소자보호용 콘덴서 230: 초우크 220: capacitor for protecting element 230: choke
240: LC회로240: LC circuit
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101219317B1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-01-09 | 김종일 | A led lamp which has enhanced heat radiation |
KR101386143B1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-04-17 | 주식회사 파이컨 | Apparatus and Method for Supplying Power of LED Lighting, and LED Lighting Apparatus Using That |
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-
2009
- 2009-12-14 KR KR1020090123712A patent/KR20110067212A/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101219317B1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-01-09 | 김종일 | A led lamp which has enhanced heat radiation |
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