KR20120017694A - Led lamp and driving circuit for led - Google Patents

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나윤환
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김진종
이철호
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Abstract

PURPOSE: An LED lamp and a driving circuit for an LED lamp are provided to offer a stable voltage to an LED module by integrating an LED module and a circuit for driving a forced cooler. CONSTITUTION: An AC-DC conversion unit(10) changes an AC voltage into a DC voltage. A transformer(21) divides a voltage, which is input from the AC-DC conversion unit into a primary winding, into a first driving voltage and a second driving voltage. A DC-DC conversion unit includes a PWM(Pulse Width Modulation) controller(22) which supplies a switching signal. A regulator is connected to the transformer and outputs the voltage for driving an additional electric element like a forced cooler. An LED driving unit supplies the voltage and a current for driving an LED module(40). The forced cooler is formed to push hot air.

Description

ＬＥＤ 램프 및 ＬＥＤ 램프용 구동 회로{LED Lamp and Driving Circuit for LED}Driving circuit for LED lamps and LED lamps {LED Lamp and Driving Circuit for LED}

본 발명의 LED 램프 및 LED 구동 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 외부 전원에 의해 구동하며, 상기 LED 모듈을 냉각시키는 강제 냉각기를 포함하는 LED 램프 및 LED 모듈과 강제 냉각기와 같은 부가적 전기수단을 하나의 회로로 구동할 수 있는 LED 구동 회로에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED lamp and an LED driving circuit of the present invention. The present invention relates to an LED driving circuit that can be driven by one circuit.

발광소자(LED, Light Emitting Device)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광소자는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점과 친환경, 저소비전력 등의 이유로 TV, 컴퓨터, 조명, 자동차 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 실정이다.
A light emitting device (LED) refers to a semiconductor device capable of realizing various colors of light by configuring a light emitting source by changing compound semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, GaN, and InGaInP. Such light emitting devices are widely used in various fields such as TVs, computers, lighting, automobiles, etc. due to their excellent monochromatic peak wavelength, excellent light efficiency, miniaturization, eco-friendliness, and low power consumption. It is going out.

이러한 발광소자를 광원으로 사용하는 조명 장치의 경우 기존의 백열등이나 할로겐 램프에 비해 수명이 길다는 장점 때문에 큰 호응을 얻고 있다. 그러나, 발광소자는 인가되는 전류 크기의 증가에 따라서 많은 열을 발생시키는데, 이러한 열은 발광효율의 저하와 수명을 단축시키는 문제를 발생시킨다. 특히, 최근 개발되는 고출력 파워 LED의 경우, 발열량이 크기 때문에, 방열을 위한 수단이 더욱 중요해지고 있으며, 조명 장치의 장점인 긴 수명을 유지하기 위해서 열 방출을 극대화할 수 있는 구조에 대한 연구가 진행되고 있다.
Lighting devices using such light emitting devices as light sources have gained great response because of their long lifespans compared to conventional incandescent or halogen lamps. However, the light emitting device generates a lot of heat in accordance with the increase in the amount of current applied, which causes a problem of lowering the luminous efficiency and shortening the lifespan. In particular, in the case of the recently developed high output power LED, since heat generation is large, a means for heat dissipation becomes more important, and researches on a structure capable of maximizing heat dissipation in order to maintain a long life, which is an advantage of a lighting device, is being conducted. It is becoming.

본 발명의 일 목적은, 열 방출 효율을 향상시켜 발광소자의 광출력을 증가시키며, 사용수명을 연장시킬 수 있는 LED 램프를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an LED lamp that can improve the heat dissipation efficiency to increase the light output of the light emitting device, and to extend the service life.

본 발명의 다른 목적은, LED 모듈과 강제 냉각기를 구동하기 위한 회로를 하나로 통합함으로써 회로 구조를 단순화하고, LED 모듈로 안정적인 전압을 제공할 수 있는 LED 구동 회로를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a LED driving circuit that can simplify the circuit structure and provide a stable voltage to the LED module by integrating the circuit for driving the LED module and the forced cooler into one.

본 발명의 일 측면은,One aspect of the invention,

외부 전원으로부터 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 변환부; 및 상기 AC-DC 변환부로부터 1차 권선측으로 입력된 전압을 2차 권선측에서 LED 모듈을 구동하기 위한 제1 구동전압과 다른 부가적 전기 수단을 구동하기 위한 제2 구동 전압으로 분할하여 출력하는 트랜스포머와, 상기 LED 모듈의 부하에 따라 스위칭 신호를 공급하는 PWM 제어부를 구비한 DC-DC 변환부를 포함하는 LED 구동 회로를 제공한다.
An AC-DC converter converting an AC voltage applied from an external power source into a DC voltage; And dividing the voltage input from the AC-DC converter to the primary winding side into a first driving voltage for driving the LED module on the secondary winding side and a second driving voltage for driving additional electrical means. The present invention provides an LED driving circuit including a transformer and a DC-DC converter having a PWM controller for supplying a switching signal according to the load of the LED module.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 트랜스포머와 연결되며, 상기 부가적 전기 수단을 구동하기 위해 일정한 전압을 출력하는 볼티지 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the voltage regulator may further include a voltage regulator connected to the transformer and outputting a constant voltage to drive the additional electrical means.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 LED 모듈과 연결된 DC-DC 변환부는 플라이백 컨버터일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the DC-DC converter connected to the LED module may be a flyback converter.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 DC-DC 변환부 및 상기 LED 모듈 사이에 연결되며, 상기 LED 모듈을 구동하기 위한 전압 및 전류를 출력하는 LED 구동부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the LED driver may further include an LED driver connected between the DC-DC converter and the LED module and outputting a voltage and a current for driving the LED module.

이 경우, 상기 트랜스포머 및 LED 구동부 사이에, 상기 트랜스포머로부터 출력된 전압을 정류하는 정류부 및 상기 정류된 전압을 평활화하는 평활부를 더 포함할 수 있다.In this case, between the transformer and the LED driver may further include a rectifier for rectifying the voltage output from the transformer and a smoothing part for smoothing the rectified voltage.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 외부 전원과 AC/DC 변환부 사이에 연결된 EMC 필터를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the electronic device may further include an EMC filter connected between the external power source and the AC / DC converter.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 AC/DC 변환부는 브릿지 다이오드 회로일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the AC / DC converter may be a bridge diode circuit.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 PWM 제어부는 PFC 집적 회로를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the PWM control unit may include a PFC integrated circuit.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 부가적 전기 수단은 강제 냉각기일 수 있다.
In one embodiment of the invention, the additional electrical means may be a forced cooler.

본 발명의 다른 측면은, Another aspect of the invention,

기판 및 상기 기판 상에 실장된 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 모듈; 외부 전원에 의해 구동하며, 상기 LED 모듈을 냉각시키는 강제 냉각기; 상기 LED 모듈과 강제 냉각기를 구동하기 위한 회로가 실장된 제어 회로 기판; 및 상기 LED 모듈 및 강제 냉각기로 전기 신호를 공급하는 전기연결부가 구비된 하우징을 포함하는 LED 램프를 제공한다.
An LED module comprising a substrate and at least one LED mounted on the substrate; A forced cooler driven by an external power source and cooling the LED module; A control circuit board mounted with a circuit for driving the LED module and the forced cooler; And it provides a LED lamp comprising a housing having an electrical connection for supplying an electrical signal to the LED module and the forced cooler.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 강제 냉각기는, 팬 또는 공기 펌프로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the forced cooler may be a fan or an air pump.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 LED 모듈이 장착되며, 복수의 방열핀을 통해 외부로 열을 방출하는 방열 수단을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the LED module is mounted, it may further include a heat dissipation means for dissipating heat to the outside through a plurality of heat dissipation fins.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 LED 모듈을 보호하도록 상기 방열 수단 외측에 구비되는 커버 부재를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cover member may be further provided outside the heat dissipation means to protect the LED module.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 LED 모듈 및 강제 냉각기로 전기 신호를 공급하는 전기연결부가 구비된 하우징을 더 포함할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the LED module and the forced cooler may further include a housing having an electrical connection for supplying an electrical signal.

본 발명에 의한 LED 램프에 따르면, 열 방출 효율을 향상시켜 발광소자의 광출력을 증가시키며, LED 사용 수명을 연장시킬 수 있다.According to the LED lamp according to the present invention, it is possible to improve the heat emission efficiency to increase the light output of the light emitting device, and to extend the LED service life.

본 발명에 의한 LED 구동 회로에 따르면, LED 모듈과 강제 냉각기와 같은 부가적 전기 수단을 구동하기 위한 회로를 하나로 통합함으로써 회로 구조를 단순화하고, LED 모듈로 안정적인 전압을 제공할 수 있다.
According to the LED driving circuit according to the present invention, by integrating a circuit for driving additional electric means such as an LED module and a forced cooler into one, it is possible to simplify the circuit structure and provide a stable voltage to the LED module.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동회로의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동 회로의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 분해 사시도이다. 1 is a block diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of an LED lamp according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동회로의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동 회로는, 외부 전원으로부터 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 변환부(10), LED 모듈의 부하에 따라 스위칭 신호를 공급하는 PWM 제어부(22)와, 상기 AC-DC 변환부로부터 1차 권선측으로 입력된 전압을 2차 권선측에서 LED 모듈을 구동하기 위한 제1 구동 전압과 다른 부가적 전기 수단(30)을 구동하기 위한 제2 구동 전압으로 분할하여 출력하는 트랜스포머(21)를 구비한 DC-DC 변환부(20)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 부가적 전기 수단(30)은 상기 LED로부터 방출된 열을 제거하기 위한, 강제 냉각기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 트랜스포머(21)와 연결되며, 상기 부가적 전기 수단을 구동하기 위한 전압을 출력하는 레귤레이터(50)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 상기 부가적 전기 수단(30)을 강제 냉각기(30)로 대체하여 설명한다.
1 is a block diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention. 1, the LED driving circuit according to an embodiment of the present invention, the AC-DC converter 10 for converting an AC voltage applied from an external power source into a DC voltage, the switching signal in accordance with the load of the LED module The PWM control unit 22 for supplying and driving the additional electric means 30 different from the first drive voltage for driving the LED module on the secondary winding side of the voltage input from the AC-DC converter to the primary winding side It may include a DC-DC converter 20 having a transformer 21 for dividing into a second driving voltage for output. In this case, the additional electrical means 30 may be, but is not limited to, a forced cooler for removing heat emitted from the LED. At this time, it may further include a regulator 50 connected to the transformer 21 and outputting a voltage for driving the additional electrical means. In the following description, the additional electric means 30 is replaced with a forced cooler 30.

도 1을 참조하면, AC-DC 변환부(10)로 입력된 외부 교류 전원은 직류 전원으로 변환되며, 상기 변환된 직류 전원은 DC-DC 변환부(20)로 입력된다. 상기 DC-DC 변환부(21)는 절연 타입의 트랜스를 포함하는 트랜스포머(21) 및 LED 모듈로 입력되는 전압 및 전류를 제어하는 PWM 제어부(22)를 포함하며, 상기 트랜스포머(21)의 2차 권선으로부터 분리된 전원이 각각 LED 모듈(40) 및 부가적 전기 수단, 즉, 강제 냉각기(30)으로 연결되는 레귤레이터(50)로 인가된다. 본 실시형태에 따르면, 강제 냉각기(30) 및 LED 모듈(40)을 구동하기 위한 회로가 하나로 통합되므로, 부품 수가 감소 되며 회로 구조가 단순해지므로 LED 램프의 소형화가 가능해진다. 또한, 트랜스포머(21)로부터 LED 모듈(40) 및 강제 냉각기(30)로 전원이 분리되어 각각 연결되므로, 강제 냉각기(30) 동작 시 발생하는 진동에 의한 LED 모듈의 플리커링(Flickering) 현상을 방지할 수 있다. 한편, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 AC-DC 변환부(10)와 외부 전원 사이에 EMC 필터를 구비하여, 전자파에 의한 EMC 장해를 방지할 수 있다.
Referring to FIG. 1, the external AC power input to the AC-DC converter 10 is converted to DC power, and the converted DC power is input to the DC-DC converter 20. The DC-DC converter 21 includes a transformer 21 including an transformer of an insulation type and a PWM controller 22 for controlling voltage and current input to the LED module, and the secondary of the transformer 21. A power source separated from the winding is applied to the regulator 50 which is connected to the LED module 40 and additional electrical means, ie the forced cooler 30 respectively. According to the present embodiment, since the circuits for driving the forced cooler 30 and the LED module 40 are integrated into one, the number of parts is reduced and the circuit structure is simplified, thereby miniaturizing the LED lamp. In addition, since power is disconnected from the transformer 21 to the LED module 40 and the forced cooler 30, respectively, the flickering of the LED module due to the vibration generated during the operation of the forced cooler 30 is prevented. can do. Although not specifically illustrated, an EMC filter may be provided between the AC-DC converter 10 and an external power source to prevent EMC interference due to electromagnetic waves.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동 회로의 회로도이다. 도 2를 참조하면, 외부 전원과 연결된 AC-DC 변환부(10)는, 입력 전압을 인가받아 전파 정류시키며, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 다이오드로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 다수의 다이오드는 하프 브릿지(half bridge) 구조 또는 풀 브릿지(full bridge) 구조로 구성될 수 있다.
2 is a circuit diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the AC-DC converter 10 connected to an external power source may receive an input voltage to perform full-wave rectification. As illustrated in FIG. 2, a plurality of diodes may be provided. In this case, the plurality of diodes may be configured in a half bridge structure or a full bridge structure.

상기 AC-DC 변환부(10)와 연결된 DC-DC 변환부(20)는 절연 트랜스를 포함하는 트랜스포머(21) 및 PWM 제어부(22)로 구성될 수 있다. PWM 제어부(22)는 상기 LED 모듈(40)의 부하에 따라, PWM 제어용 스위칭 신호를 공급한다. 보다 구체적으로, 상기 PWM 제어부(22)는 PFC 집적 회로를 포함할 수 있다. PFC 집적 회로는, 인덕터, PWM 스위칭 수단, 정류 다이오드 및 평활 캐퍼시터를 포함할 수 있으며, AC-DC 변환부(10)에 의해 정류된 전압의 전류 역률을 개선하고, 상기 정류된 전압을 사전에 설정된 일정 크기의 직류 전압으로 변화시킨다.
The DC-DC converter 20 connected to the AC-DC converter 10 may be configured of a transformer 21 including an insulation transformer and a PWM controller 22. The PWM controller 22 supplies a PWM control switching signal according to the load of the LED module 40. More specifically, the PWM controller 22 may include a PFC integrated circuit. The PFC integrated circuit may include an inductor, a PWM switching means, a rectifying diode, and a smoothing capacitor, to improve the current power factor of the voltage rectified by the AC-DC converter 10, and to preset the rectified voltage. Change to DC voltage of constant size.

도시하지는 않았으나, 상기 PFC 집적 회로의 인덕터는 일단이 상기 AC-DC 변환부(10)와 연결되고, 타단이 상기 PWM 스위칭 수단의 드레인 및 다이오드의 일단과 접속될 수 있다. 또한, PWM 스위칭 수단은 드레인이 상기 인덕터와 다이오드의 공통 노드와 연결되고, 소스가 접지되며, 게이트로 PWM 제어 신호를 인가받아 온/오프 제어할 수 있다. 이때, 상기 캐퍼시터는 일단이 다이오드의 캐소드와 연결되고 타단이 접지되어, 상기 PWM 스위칭 수단에 의해 제어되어 전달되는 전압에 의해 충전될 수 있다. 이러한 구성으로 이루어진 PFC 집적회로는, 상기 PWM 제어신호에 의해 PWM 스위칭 수단이 제어됨으로써 인덕터를 통해 인가되는 전압을 기 설정된 일정 크기의 DC 전압으로 변환시킨다. 즉, 상기 DC 전압의 크기가 기 설정된 전압의 크기보다 작아질 경우, PWM 제어신호의 듀티폭(Duty width) 온(on) 구간을 증가시켜, PWM 스위칭 수단의 온 구간을 증가시킴으로써 전압의 크기를 증가시키고, 반대로, 상기 DC 전압의 크기가 기 설정된 전압의 크기보다 클 경우, PWM 제어신호의 듀티폭 온 구간을 감소시켜, PWM 스위칭 수단의 온 구간을 감소시킴으로써, DC 전압의 크기를 감소시킬 수 있다.
Although not shown, one end of the inductor of the PFC integrated circuit may be connected to the AC-DC converter 10, and the other end thereof may be connected to the drain of the PWM switching means and one end of the diode. In addition, the PWM switching means may have a drain connected to a common node of the inductor and the diode, the source is grounded, and the PWM control signal is applied to the gate to control the on / off. In this case, one end of the capacitor is connected to the cathode of the diode and the other end is grounded, it can be charged by the voltage controlled and transferred by the PWM switching means. In the PFC integrated circuit having such a configuration, the PWM switching means is controlled by the PWM control signal to convert the voltage applied through the inductor into a predetermined DC voltage. That is, when the magnitude of the DC voltage is smaller than the preset voltage, the duty width of the PWM control signal is increased to increase the on width of the PWM control means, thereby increasing the on period of the PWM switching means. On the contrary, when the magnitude of the DC voltage is greater than the predetermined voltage, the duty width on period of the PWM control signal is reduced, thereby reducing the magnitude of the DC voltage by reducing the on period of the PWM switching means. have.

이러한 동작을 통해, 상기 PWM 제어부(22)는 절연 형태의 트랜스포머(21)로 일정 전압을 공급한다. 이 경우, 트랜스포머(21)는 하나 이상일 수 있으며, 하나의 트랜스포머(21)를 포함하는 경우, 하나의 일차측(Np)과 두 개의 제1 및 제2 이차측(Ns1, Ns2)을 가질 수 있다. 이때, 상기 트랜스포머(21)의 일차측(Np)은 입력 단자와 접지 단자를 가지며, 상기 AC-DC 변환부(10)로부터 입력 전원을 인가받을 수 있다. 구체적으로, 트랜스포머의 중앙부에 구비된 일차 권선부 상에 일차 코일이 권선될 수 있으며, 상기 일차 권선부 양 측면에 구비된 제1 및 제2 이차 권선부 상에 각각 제1 및 제2 이차 코일이 권선될 수 있다. 상기 제1 및 제2 이차 권선부에는 각각 두 개의 출력단자가 구비되며, 상기 제1 및 제2 이차 권선부의 출력 단자는 상기 일차 권선부의 출력단자와 마주보는 면에 형성됨으로써, 절연을 이룰 수 있다.
Through this operation, the PWM control unit 22 supplies a constant voltage to the transformer 21 of the insulation type. In this case, the transformer 21 may be one or more, and when it includes one transformer 21, it may have one primary side Np and two first and second secondary sides Ns1 and Ns2. . In this case, the primary side Np of the transformer 21 may have an input terminal and a ground terminal, and may receive input power from the AC-DC converter 10. Specifically, the primary coil may be wound on the primary winding provided in the center of the transformer, and the first and second secondary coils may be formed on the first and second secondary windings provided on both sides of the primary winding, respectively. Can be wound. The first and second secondary windings are provided with two output terminals, respectively, and the output terminals of the first and second secondary windings are formed on the surface facing the output terminals of the primary winding, thereby achieving insulation.

이 경우, 상기 일차 및 이차 권선부의 권선비를 조절하여 서로 다른 출력 전압을 얻을 수 있으며, 상기 제1 이차 권선부의 출력 전압은 상기 LED 구동 모듈(40)에 인가되고, 상기 제2 이차 권선부의 출력 전압은 강제 냉각기(30)와 연결된 레귤레이터(50)의 입력 전압으로 사용될 수 있다. 즉, 전압 분배기를 이용하여, 외부 입력 전원의 분배된 전압의 일부로 강제 냉각기를 구동하는 경우와는 달리, 트랜스포머를 사용하여 서로 분리된 전압을 이용함으로써, 회로 구성이 간단해질 뿐만 아니라, 강제 냉각기의 구동시 진동으로 인하여, LED 모듈에 미치는 영향(예를 들면, 간헐적인 점멸 현상)을 제거할 수 있다.
In this case, different output voltages may be obtained by adjusting winding ratios of the primary and secondary windings, and an output voltage of the first secondary winding is applied to the LED driving module 40 and an output voltage of the second secondary winding. May be used as an input voltage of the regulator 50 connected to the forced cooler 30. In other words, unlike the case where the forced cooler is driven by using a voltage divider as part of the divided voltage of the external input power, by using a voltage separated from each other by using a transformer, not only the circuit configuration is simplified, but also Due to the vibration during driving, it is possible to eliminate the influence on the LED module (for example, intermittent flashing phenomenon).

이때, 상기 제2 이차 권선부의 출력 전압을 인가받는 레귤레이터(50)는 볼티지 레귤레이터(Voltage Regulator)일 수 있다. 상기 볼티지 레귤레이터는 상기 트랜스포머로(21)로부터 인가된 전압을 상기 강제 냉각기(30)를 구동하기에 적합한 일정 전압으로 변환하는 역할을 한다. 예를 들면, 상기 강제 냉각기(50)를 구동하기 위해 5V의 전압이 요구되는 경우, 상기 트랜스포머(21)로부터 5V 이상의 전압이 레귤레이터(50)로 인가되면, 인가받은 전압을 변환하여 일정한 5V의 전압을 출력함으로써 강제 냉각기(30)가 안정적으로 구동할 수 있게 한다.
In this case, the regulator 50 receiving the output voltage of the second secondary winding may be a voltage regulator. The voltage regulator serves to convert the voltage applied from the transformer path 21 into a constant voltage suitable for driving the forced cooler 30. For example, when a voltage of 5V is required to drive the forced cooler 50, when a voltage of 5V or more is applied from the transformer 21 to the regulator 50, the applied voltage is converted to a constant 5V voltage. By outputting the forced cooler 30 can be driven stably.

도 2를 참조하면, 상기 트랜스퍼포머(21)의 일단은 LED Driver와 연결될 수 있다. 상기 LED Driver는 본 실시형태에서 반드시 요구되는 것은 아니나, 상기 트랜스포머(21)와 LED 모듈(40) 사이에 연결되어, 상기 LED 모듈(40)을 구동하기 위한 전압 및 전류를 제어하는 기능의 회로를 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상기 트랜스포머(21) 및 LED 모듈(40) 사이에 트랜스포머(21)로부터 출력된 DC 전압을 원하는 파형으로 변환하기 위한 정류부(미도시) 및 평활부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 LED모듈(40)에서 검출된 전압 및 전류를 상기 PWM 제어부(20)에 제공하는 절연 커플링부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 2, one end of the transformer 21 may be connected to the LED driver. The LED driver is not necessarily required in the present embodiment, but is connected between the transformer 21 and the LED module 40 to provide a circuit having a function of controlling a voltage and a current for driving the LED module 40. It may include. In addition, although not shown, a rectifier (not shown) and a smoothing part (not shown) are further included between the transformer 21 and the LED module 40 to convert the DC voltage output from the transformer 21 into a desired waveform. The electronic device may further include an insulation coupling unit (not shown) for providing the PWM controller 20 with the voltage and current detected by the LED module 40.

이 경우, 상기 LED 모듈(40)과 연결된 DC-DC 변환부(20)는 종래의 플라이 백 컨버터(Fly-back converter)와 동일한 회로로 구성될 수 있다. 상기 플라이 백 컨버터는 트랜스포머를 포함하는 절연 타입의 DC-DC 컨버터의 일종으로, 승압형 컨버터인 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)의 절연된 형태이다. 트랜스포머의 자화 인덕턴스 성분을 부스트 인덕터로 활용하며, 스위치가 온(on) 되면, 변압기의 자화 인덕턴스가 충전되고, 스위치가 오프(off)되면 자화 인덕턴스의 전류가 트랜스포머의 2차 측으로 넘어가면서 V0=N×D×Vi/(1-D)의 출력 전압을 생성한다. 다만, 본 발명은, 플라이 백 컨버터를 이용하는 DC-DC 변환부에 제한되는 것은 아니고, 트랜스포머를 포함하는 비절연 타입의 DC-DC 컨버터라면 어느 것이나 사용 가능하다.
In this case, the DC-DC converter 20 connected to the LED module 40 may be configured with the same circuit as a conventional fly-back converter. The flyback converter is a type of insulation type DC-DC converter including a transformer, and is an insulated form of a buck-boost converter, which is a boost converter. And utilizing the magnetizing inductance of the transformer as a boost inductor, a switch is turned on (on) when, the magnetizing inductance of the transformer is charged, if the switch is off (off) the current of the magnetizing inductance going over the side of the secondary of the transformer V 0 = An output voltage of N × D × Vi / (1-D) is generated. However, the present invention is not limited to a DC-DC converter using a flyback converter, and any non-isolated type DC-DC converter including a transformer can be used.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프는, 기판(1a) 및 상기 기판(1a) 상에 실장된 적어도 하나의 LED(1b)를 포함하는 LED 모듈(1), 외부 전원에 의해 구동하며, 상기 LED 모듈(1)을 냉각시키는 강제 냉각기(3), 상기 LED 모듈(1)과 강제 냉각기(3)를 구동하기 위한 회로가 실장된 제어 회로 기판(2) 및 상기 LED 모듈(1)과 강제 냉각기(3)로 전기 신호를 공급하는 전기연결부(5a)가 구비된 하우징(5)을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 외부 전원에 의해 동작하는 강제 냉각기(3)를 포함함으로써, 고출력 파워 LED 램프에서의 방열 효과를 개선하여, 방열 문제로 인한 LED의 휘도 저하, 수명 단축 문제를 개선할 수 있다.
3 is an exploded perspective view of an LED lamp according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, an LED lamp according to an embodiment of the present invention includes an LED module 1 and an external power supply including a substrate 1a and at least one LED 1b mounted on the substrate 1a. Driven by a forced cooler (3) for cooling the LED module (1), a control circuit board (2) mounted with a circuit for driving the LED module (1) and the forced cooler (3) and the LED module (1) and a housing (5) having electrical connections (5a) for supplying electrical signals to the forced cooler (3). According to one embodiment of the present invention, by including a forced cooler (3) operated by an external power source, to improve the heat dissipation effect in the high output power LED lamp, to reduce the brightness of the LED due to the heat dissipation problem, shortening the lifespan problem can do.

도 3을 참조하면, 상기 LED 모듈(1)의 일측에 형성된 강제 냉각기(3)는 공기 펌프 또는 팬(fan)으로 이루어져, LED 모듈(1)에서 방출되는 열에 의해 덥혀진 공기를 외부로 방출하여 방열 효과를 높일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 강제 냉각기(3) 표면은 공기의 순환이 원활히 이루어질 수 있도록 복수의 열 방출구를 포함할 수 있으며, 그 상면 및 하면이 뚫린 개구부의 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 강제 냉각기(3) 내부에는 팬을 부착하여, 더운 공기를 보다 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 강제 냉각기(3) 내부에 공기 펌프를 설치하여, 펌프가 위 아래로 상하운동 함으로써 더운 공기를 밀어내는 구조로 형성될 수 있다.
Referring to FIG. 3, the forced cooler 3 formed at one side of the LED module 1 is formed of an air pump or a fan, and emits air warmed by heat emitted from the LED module 1 to the outside. The heat dissipation effect can be improved. Although not shown, the surface of the forced cooler 3 may include a plurality of heat dissipation ports so that air can be circulated smoothly, and the upper and lower surfaces of the forced cooler 3 may have openings. In addition, by attaching a fan inside the forced cooler (3), it is possible to more effectively discharge the hot air to the outside. According to another embodiment of the present invention, by installing an air pump inside the forced cooler (3), the pump can be formed in a structure that pushes up the hot air by moving up and down.

구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 강제 냉각기(30)를 구동하기 위하여, 전기 신호 인가시 팬 또는 공기 펌프가 상하(혹은 좌우) 요동운동을 하도록 구동시키는 구동원의 일종으로, 스테핑 모터(stepping motor) 또는 압전 모터(piezoelectric motor) 등이 사용될 수 있다. 이러한 구동 모터는 상기 강제 냉각기(30)와 함께 본체 내에 구비될 수 있으며, 또는 상기 본체 외부에 구비될 수도 있다.
Although not specifically illustrated, in order to drive the forced cooler 30, a driving source for driving the fan or the air pump to move up and down (or left and right) when the electric signal is applied, is a stepping motor or a piezoelectric element. A piezoelectric motor or the like can be used. Such a driving motor may be provided in the main body together with the forced cooler 30 or may be provided outside the main body.

상기 LED 모듈(1) 및 강제 냉각기(3)를 구동하기 위한 회로가 실장된 제어 회로 기판(2)은 상기 LED 모듈(1) 및 강제 냉각기(3)와 전기적으로 연결되며, 외부로부터 전원을 인가받아 상기 LED 모듈(1) 및 강제 냉각기(3)를 구동한다. 이때, 상기 LED 모듈(1) 및 강제 냉각기(3)를 구동하기 위한 회로는, 도 1에 도시된 형태의 구동 회로가 이용될 수 있다. 이때, 상기 제어 회로 기판(2)에 전원을 인가하기 위해, 상기 LED 모듈(1) 및 강제 냉각기(3)로 전기 신호를 공급하는 전기연결부(5a)가 구비된 하우징(5)을 더 포함할 수 있다. 상기 하우징(5)에 형성된 전기연결부(5a)를 통해, 일반 교류 전압이 인가될 수 있으며, 상기 제어 회로 기판(2)에 실장된 회로를 통해 강제 냉각기(3) 및 LED 모듈(1)에 필요한 전압을 인가할 수 있다.
The control circuit board 2 on which the circuit for driving the LED module 1 and the forced cooler 3 is mounted is electrically connected to the LED module 1 and the forced cooler 3 and applied power from the outside. Drive the LED module 1 and the forced cooler 3. In this case, a driving circuit of the type shown in FIG. 1 may be used as a circuit for driving the LED module 1 and the forced cooler 3. In this case, to apply power to the control circuit board (2), further comprising a housing (5) having an electrical connection (5a) for supplying an electrical signal to the LED module (1) and the forced cooler (3). Can be. Through the electrical connection part 5a formed in the housing 5, a general alternating voltage may be applied, and necessary for the forced cooler 3 and the LED module 1 through a circuit mounted on the control circuit board 2. Voltage can be applied.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 LED 모듈(1)이 장착되며, 복수의 방열핀(4a)을 포함하여, 외부로 열을 방출하는 방열 수단(4)을 더 포함할 수 있다. 상기 방열 수단(4)은 열 방출이 용이하도록 열 전도도가 높은 알루미늄 등의 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 복수의 방열핀(4a)을 포함함으로써 표면적을 증대시켜, 열 방출 효율을 높일 수 있다. 다만, 상기 방열 수단(4)은 외부 전원에 인가에 의해 구동하는 강제 냉각기(3)와는 달리, 재료 및 구조적 특성에 의존하여 수동적으로 열을 방출하므로, 상기 강제 냉각기(3)와 함께 적용하는 경우, 보다 효과적으로 열을 방출할 수 있다.
On the other hand, as shown in Figure 3, the LED module 1 is mounted, including a plurality of heat dissipation fins (4a), may further include a heat dissipation means (4) for dissipating heat to the outside. The heat dissipation means 4 may be made of a metal material such as aluminum having high thermal conductivity to facilitate heat dissipation. The heat dissipation means 4 may include a plurality of heat dissipation fins 4a to increase the surface area and increase heat dissipation efficiency. However, unlike the forced cooler 3 driven by application to an external power source, the heat dissipation means 4 emits heat passively depending on the material and structural characteristics, so when applied together with the forced cooler 3 The heat can be released more effectively.

또한, 도시하지는 않았으나, 상기 방열 수단(4)의 외측면에 커버부재(미도시)를 구비하여, 상기 LED 모듈(40)을 보호할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 커버 부재는 상기 LED 모듈(40)을 보호하도록 상기 방열 수단(4)의 외측면에 장착될 수 있으며, 이러한 커버 부재는 PC, 플라스틱, 실리카, 아크릴, 유리 등의 소재로 형성될 수 있고, 광투과성을 위해 투명하게 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
In addition, although not shown, a cover member (not shown) may be provided on the outer surface of the heat dissipation means 4 to protect the LED module 40. More specifically, the cover member may be mounted on the outer surface of the heat dissipation means 4 to protect the LED module 40, the cover member is formed of a material such as PC, plastic, silica, acrylic, glass, etc. It may be, but is preferably formed to be transparent for light transmission, but is not limited thereto.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

10: AC-DC 변환부 20: DC-DC 변환부
21: 트랜스포머 22: PWM 제어부
30: 강제 냉각기 40, 1: LED 모듈
50: 레귤레이터 1a: 기판 1b: LED 2: 제어 회로 기판 3: 강제 냉각기 4: 방열 수단 4a: 방열핀 5: 하우징 6: 전기연결부10: AC-DC converter 20: DC-DC converter
21: transformer 22: PWM control unit
30: forced cooler 40, 1: LED module
50: regulator 1a: substrate 1b: LED 2: control circuit board 3: forced cooler 4: heat dissipation means 4a: heat dissipation fin 5: housing 6: electrical connection

Claims (14)

외부 전원으로부터 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 변환부; 및
상기 AC-DC 변환부로부터 1차 권선측으로 입력된 전압을 2차 권선측에서 LED 모듈을 구동하기 위한 제1 구동전압과 다른 부가적 전기 수단을 구동하기 위한 제2 구동 전압으로 분할하여 출력하는 트랜스포머와, 상기 LED 모듈의 부하에 따라 스위칭 신호를 공급하는 PWM 제어부를 구비한 DC-DC 변환부를 포함하는 LED 구동 회로.
An AC-DC converter converting an AC voltage applied from an external power source into a DC voltage; And
A transformer for dividing the voltage input from the AC-DC converter to the primary winding side into a first driving voltage for driving the LED module on the secondary winding side and a second driving voltage for driving additional electrical means. And a DC-DC converter having a PWM controller for supplying a switching signal according to the load of the LED module.
제1항에 있어서,
상기 트랜스포머와 연결되며, 상기 부가적 전기 수단을 구동하기 위한 일정 전압을 출력하는 볼티지 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
And a voltage regulator connected to the transformer and outputting a constant voltage for driving the additional electrical means.
제1항에 있어서,
상기 LED 모듈과 연결된 DC-DC 변환부는 플라이백 컨버터인 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
DC-DC converter is connected to the LED module LED driving circuit, characterized in that the flyback converter.
제1항에 있어서,
상기 DC-DC 변환부 및 상기 LED 모듈 사이에 연결되며, 상기 LED 모듈을 구동하기 위한 전압 및 전류를 출력하는 LED 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
The LED driving circuit is connected between the DC-DC converter and the LED module, further comprising an LED driver for outputting a voltage and current for driving the LED module.
제4항에 있어서,
상기 트랜스포머 및 LED 구동부 사이에, 상기 트랜스포머로부터 출력된 전압을 정류하는 정류부 및 상기 정류된 전압을 평활화하는 평활부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 4, wherein
And a rectifying part for rectifying the voltage output from the transformer and a smoothing part for smoothing the rectified voltage between the transformer and the LED driver.
제1항에 있어서,
상기 외부 전원과 AC/DC 변환부 사이에 연결된 EMC 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
The LED driving circuit further comprises an EMC filter connected between the external power supply and the AC / DC converter.
제1항에 있어서,
상기 AC/DC 변환부는 브릿지 다이오드 회로인 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
And the AC / DC converter is a bridge diode circuit.
제1항에 있어서,
상기 PWM 제어부는 PFC 집적 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
The PWM control circuit comprises a PFC integrated circuit.
제1항에 있어서,
상기 부가적 전기 수단은 강제 냉각기인 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
The method of claim 1,
And said additional electrical means is a forced cooler.
기판 및 상기 기판 상에 실장된 적어도 하나의 LED를 포함하는 LED 모듈;
외부 전원에 의해 구동하며, 상기 LED 모듈을 냉각시키는 강제 냉각기;
상기 LED 모듈과 강제 냉각기를 구동하기 위한 회로가 실장된 제어 회로 기판; 및
상기 LED 모듈 및 강제 냉각기로 전기 신호를 공급하는 전기연결부가 구비된 하우징을 포함하는 LED 램프.
An LED module comprising a substrate and at least one LED mounted on the substrate;
A forced cooler driven by an external power source and cooling the LED module;
A control circuit board mounted with a circuit for driving the LED module and the forced cooler; And
LED housing and a housing having an electrical connection for supplying an electrical signal to the forced cooler.
제10항에 있어서,
상기 강제 냉각기는, 팬 또는 공기 펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 램프.
The method of claim 10,
The forced cooler, LED lamp, characterized in that consisting of a fan or an air pump.
제10항에 있어서,
상기 LED 모듈이 장착되며, 복수의 방열핀을 통해 외부로 열을 방출하는 방열 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
The method of claim 10,
The LED module is mounted, LED lamp, characterized in that further comprising a heat dissipation means for dissipating heat to the outside through a plurality of heat dissipation fins.
제10항에 있어서,
상기 LED 모듈을 보호하도록 상기 방열 수단 외측에 구비되는 커버 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
The method of claim 10,
The LED lamp further comprises a cover member provided outside the heat dissipation means to protect the LED module.
제10항에 있어서,
상기 LED 모듈 및 강제 냉각기로 전기 신호를 공급하는 전기연결부가 구비된 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.The method of claim 10,
The LED lamp further comprises a housing having an electrical connection for supplying an electrical signal to the LED module and the forced cooler.
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