KR20110094705A - 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프장치 - Google Patents

발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프장치 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드 모듈의 무게와 크기의 증가없이 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 보다 용이하게 방출할 수 있는 발광 다이오드 모듈이 개시된다.
상기한 발광 다이오드 모듈은 빛을 발산하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드가 실장되는 회로기판, 및 상기 회로기판에 연결되어 상기 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 방출하며 발포성 금속 재질로 이루어진 방열부재를 포함한다.
이러한 발광 다이오드 모듈에 의하면, 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재를 통해 무게와 크기의 증가없이 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 보다 용이하게 방출할 수 있다.

Description

발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프장치{LIGHT EMISSION DIODE MODULE AND LAMP DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열부재를 통해 열을 방출하는 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)의 응용 분야로는 일반 표시 장치에서 디스플레이의 백라이트용 발광원은 물론 백열 전구나 형광 램프, 가로등을 대체할 수 있는 차세대 조명 설비로 점차 그 활용 범위가 확대되고 있다.
발광 다이오드를 이용한 조명 설비의 장점은 수명이 길고, 전력소모가 적기 때문에 유지 보수 비용이 적게 드는 장점이 있다.
하지만, 발광 다이오드(LED)는 열적 스트레스로 인한 특성 열화 및 고정이 발생된다는 단점이 있다. 이는 발광 다이오드(LED)를 동작시키기 위해 다수의 LED에 입력되는 전원이 높을수록 발생하는 열이 많아지기 때문에 고장 및 특성 열화가 발생되는 것이다.
그리고, 최근 발광 다이오드 모듈을 다량 연결하여 사용함으로 인해 방열에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 방열을 위해 일반적으로 발광 다이오드 모듈은 방열부재, 즉 알루미늄 재질로 이루어진 방열 핀을 구비한다. 그런데, 발광 다이오드의 고성능화에 따라 발광 다이오드로부터 발생되는 열이 증가되고 있는 추세이다.
하지만, 기존의 방열부재로는 충분한 방열이 이루어지지 않아 방열부재 즉, 방열핀의 크기 및 무게가 증가되어 발광 다이오드 모듈의 최적 설계에 한계가 있는 문제가 있다.
본 발명은 발광 다이오드 모듈의 무게와 크기의 증가없이 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 보다 용이하게 방출할 수 있는 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비하는 램프장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈은 빛을 발산하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드가 실장되는 회로기판, 및 상기 회로기판에 연결되어 상기 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 방출하며 발포성 금속 재질로 이루어진 방열부재를 포함한다.
상기 방열부재는 열방출효율이 향상되도록 발포성 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치는 내부공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되며 강제대류에 의한 공기의 유동에 의해 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 방출토록 발포성 금속으로 이루어진 방열부재를 구비하는 발광 다이오드 모듈, 및 상기 하우징에 구비되며 상기 발광 다이오드 모듈로 공기가 유동되도록 강제대류를 형성하는 송풍부를 포함한다.
상기 송풍부에 의해 유동되는 공기의 이동경로 상에 배치되어 공기를 상기 방열부재로 안내하는 안내부를 더 포함할 수 있다.
상기 송풍부는 상기 발광 다이오드 모듈에 인접하게 배치되어 공기를 유동시키는 송풍팬 또는 외부공기를 유입시키는 송풍구로 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재를 통해 무게와 크기의 증가없이 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 보다 용이하게 방출할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 강제대류에 의해 유동하는 공기의 이동 경로 상에 배치되는 발포성 알루미늄 재질로 이루어진 방열부재가 배치되도록 함으로써, 방열부재가 과열되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치를 나타내는 구성도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 또한, 발광 다이오드 모듈(100)은 빛을 발산하는 발광 다이오드(120), 발광 다이오드(120)가 실장되는 회로기판(140), 회로기판(140)에 연결되어 발광 다이오드(120)로부터 발생되는 열을 방출하는 방열부재(160)를 구비할 수 있다.
다만, 발광 다이오드(120)와 회로기판(140)은 일반적으로 발광 다이오드 모듈(100)에 구비되는 구성에 해당하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
방열부재(160)는 회로기판(140)에 연결되어 회로기판(140)으로부터 전달되는 열을 방열하는 역할을 수행한다. 한편, 방열부재(160)는 유동하는 공기에 의해 전달된 열을 보다 용이하게 방출할 수 있도록 발포성 금속재질로 이루어질 수 있다.
발포성 금속재질은 금속재질로 이루어지고, 다수개의 통기공이 구비되어 공기와 접촉하는 접촉면적을 증가시킬 수 있는 형상으로 이루어진 재질을 말한다. 이에 따라, 강제 대류에 의해 유동하는 공기가 방열부재(160)에 구비되는 다수개의 통기공 사이를 통과하여 방열부재(160)로부터 열을 전달받을 수 있으므로 방열효율이 향상될 수 있다.
방열부재(160)는 방열효율을 향상시키기 위하여 열전달율이 높은 발포성 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 방열부재(160)가 발포성 금속재질로 이루어지므로 동일한 크기의 일반금속재질로 이루어진 방열부재와 비교하여 공기와 접촉하는 접촉면적이 증가되고, 더불어 방열부재(160)의 크기를 보다 크게 하더라도 공기와의 접촉면적 증가에 비하여 방열부재(160)의 무게는 증가되지 않을 수 있다.
한편, 방열부재(160)는 판재 형상 또는 바(bar) 형상 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성되는 복수개의 방열핀(160a)을 구비할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치를 나타내는 구성도이다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치(200, 이하 '램프장치'라 함)는 자동차에 구비되는 헤드라이트에 설치되는 램프장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 램프장치(200)는 일예로서, 하우징(220), 발광 다이오드 모듈(100), 송풍부(240), 및 안내부(260)를 포함한다.
하우징(220)은 내부공간을 가질 수 있으며, 발광 다이오드 모듈(100), 송풍부(240), 및 안내부(260)는 하우징(220)의 내부공간에 배치되도록 하우징(220)에 구비될 수 있다.
한편, 하우징(220)의 일측에는 빛을 일방향으로 조사할 수 있도록 렌즈(222)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 모듈(100)로부터 발산되는 빛은 하우징(120)의 전방으로 조사될 수 있다.
발광 다이오드 모듈(100)은 하우징(220) 내부에 구비되며, 강제대류에 의한 공기의 유동에 의해 발광 다이오드(120)로부터 발생되는 열을 방출토록 발포성 금속으로 이루어진 방열부재(160)를 구비할 수 있다.
발광 다이오드 모듈(100)은 상기한 설명에서 설명한 구성과 동일한 구성에 해당하므로 자세한 설명은 그에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다.
송풍부(240)는 하우징(120)에 구비되며, 발광 다이오드 모듈(100)로 공기가 유동되도록 강제대류를 형성한다. 즉, 송풍부(240)는 발광 다이오드 모듈(100)에 인접하게 배치되어 공기를 유동시키는 송풍팬(242)으로 구성될 수 있다.
송풍팬(242)은 발광 다이오드 모듈(100)의 후단에 배치되어 발광 다이오드 모듈(100)의 방열부재(160)로 공기가 유동되도록 강제대류를 형성한다. 한편 송풍팬(242)의 후방에 배치되는 하우징(220)에는 공기유입구(224)가 구비될 수 있으며, 또한 도면에는 도시하지 않았으나, 하우징(220)에는 공기가 유출되는 공기유출구가 구비될 수 있다.
이에 따라, 하우징(220)의 내부로 유입되어 온도가 상승된 공기는 공기유출구를 통해 하우징(220)의 외부로 토출될 수 있다.
한편, 송풍팬(242)은 구동원(미도시)에 연결된 구동축(미도시)에 장착되어 회전될 수 있다. 송풍팬(242)에 연결되는 구성은 당업계에 널리 알려진 구성에 해당하므로 자세한 설명 및 도면에의 도시는 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이, 송풍팬(242)에 의하여 강제대류를 형성하여 방열부재(160) 측으로 공기가 유동되도록 함으로써, 다공을 가진 발포성 알루미늄 재질로 이루어진 방열부재(160)의 내부에 공기가 정체되어 방열부재(160)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
다시 말해, 송풍팬(242)에 의해 형성된 강제대류를 통해 공기가 계속적으로 유동할 수 있으므로, 방열부재(160)의 내부에 공기가 정체되지 않고 유동될 수 있으므로, 방열부재(160)의 과열을 방지할 수 있다.
한편, 송풍부(240)가 방열부재(160)에 인접하게 배치되므로, 발포성 금속재질, 즉 다공을 구비하는 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재(160)가 송풍부(240), 다시 말해 송풍팬(242)으로부터 발생되는 소음을 흡수할 수 있다.
따라서, 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재(160)에 인접하게 송풍팬(242)을 배치시킴으로써 송풍팬(242)으로부터 발생되는 소음을 방열부재(160)가 흡수할 수 있다.
안내부(260)는 송풍부(140)에 의해 유동되는 공기의 이동경로 상에 배치되어 공기를 방열부재(160)로 안내하는 역할을 수행한다. 즉, 안내부(260)는 하우징(220)으로부터 연장 형성되어 하우징(220)의 내부공간에서 유동되는 공기를 방열부재(160)측으로 안내하는 안내부재로 구성될 수 있다.
이에 따라, 하우징(220)의 내부로 유입된 공기가 방열부재(160)로 안내될 수 있으므로, 안내부(260)에 의해 방열부재(160)로 이동된 상대적으로 온도가 낮은 공기가 방열부재(160)로부터 열을 보다 용이하게 흡수할 수 있다.
상기한 바와 같이, 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재(160)를 통해 발광 다이오드(120)로부터 발생된 열을 방열부재(160)로 방출할 수 있으므로, 방열효율이 향상될 수 있다.
또한, 송풍부(240)를 통해 공기의 강제대류를 형성할 수 있으므로, 유동하는 공기에 의해 방열부재(160)의 방열효율을 향상시킬 수 있는 동시에, 공기가 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재(160)의 내부에 정체되는 것을 방지할 수 있어 방열부재(160)의 과열을 방지할 수 있다.
한편, 안내부(260)에 의해 유동하는 공기를 방열부재(160) 측으로 안내할 수 있으므로, 방열효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 다른 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치를 나타내는 구성도이다.
도 3을 참조하면, 램프장치(300)는 하우징(320), 발광 다이오드 모듈(100), 송풍부(340), 안내부(360)를 포함한다.
한편, 발광 다이오드 모듈(100)은 상기한 실시예에서 설명한 발광 다이오드 모듈(100)과 동일한 구성에 해당하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
하우징(320)은 상기한 실시예에서 설명한 하우징(220)과 동일하게 내부 공간을 가지며, 일측에 빛을 일방향으로 조사할 수 있도록 렌즈(322)가 구비될 수 있다.
송풍부(340)는 외부공기가 하우징(320)의 전방을 통해 유입되는 송풍구로 구성될 수 있다. 즉, 송풍부(340)는 하우징(320)의 전방, 다시 말해 렌즈(322)의 하단부에 구비되는 송풍구로 구성되며, 외부공기를 하우징(320)의 내부로 유입하여 강제대류를 형성하는 역할을 한다.
즉, 램프장치(300)가 자동차의 헤드라이트로 사용되는 경우, 송풍부(340)는 자동차의 주행시 외부공기가 일정속도로 하우징(320)의 내부로 유입되도록 형성되는 송풍구로 구성될 수 있다.
이러한 경우, 하우징(320)의 내부로 유입된 외부공기는 일정한 속도를 가진 상태로 하우징(320)으로 유입되고, 이에 따라 외부공기는 하우징(320)의 내부에서 순환될 수 있다.
유입된 공기는 하우징(320)의 내부를 순환하며, 이후 하우징(320)에 구비되는 공기유출구(324)를 통해 하우징(320)으로 유출된다.
한편, 안내부(360)는 하우징(220) 내부로 유입되어 순환되는 공기를 발광 다이오드 모듈(100)로 안내하며, 하우징(320)으로부터 내부공간 측으로 연장 형성되는 안내부재로 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 송풍부(340)를 통해 공기의 강제대류를 형성할 수 있으므로, 유동하는 공기에 의해 방열부재(160)의 방열효율을 향상시킬 수 있는 동시에, 공기가 발포성 금속재질로 이루어진 방열부재(160)의 내부에 정체되는 것을 방지할 수 있어 방열부재(160)의 과열을 방지할 수 있다.
한편, 안내부(360)에 의해 유동하는 공기를 방열부재(160) 측으로 안내할 수 있으므로, 방열효율을 보다 향상시킬 수 있다.
다만, 상기한 실시예에서 첨부된 도면에 도시된 사항은 본 발명의 상세한 설명에 기재된 사항을 설명하기 위한 구성도에 해당하는 것이며, 따라서 발광 다이오드 모듈(100)의 크기 및 설치위치는 도면에 도시된 사항에 한정되지 않는다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.
100 : 발광 다이오드 모듈
120 : 발광 다이오드
140 : 회로기판
160 : 방열부재
200, 300 : 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프장치
220, 320 : 하우징
240, 260 : 송풍부
260,360 : 안내부

Claims (5)

  1. 빛을 발산하는 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드가 실장되는 회로기판; 및
    상기 회로기판에 연결되어 상기 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 방출하며 발포성 금속 재질로 이루어진 방열부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열부재는
    열방출효율이 향상되도록 발포성 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  3. 내부공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되며, 강제대류에 의한 공기의 유동에 의해 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 방출토록 발포성 금속으로 이루어진 방열부재를 구비하는 발광 다이오드 모듈; 및
    상기 하우징에 구비되며, 상기 발광 다이오드 모듈로 공기가 유동되도록 강제대류를 형성하는 송풍부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송풍부에 의해 유동되는 공기의 이동경로 상에 배치되어 공기를 상기 방열부재로 안내하는 안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 송풍부는
    상기 발광 다이오드 모듈에 인접하게 배치되어 공기를 유동시키는 송풍팬 또는 외부공기를 유입시키는 송풍구로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈을 구비하는 램프 장치.
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CN104197290A (zh) * 2014-09-16 2014-12-10 合肥徽彩电子科技有限公司 一种led灯用泡沫金属散热器

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