KR20150076951A - Led 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 컨버터를 장착하여 순환 구동함으로써 콘덴서의 수명을 향상시키어 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치에 관한 것으로서, 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과, 상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과, 상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과, 상기 본체 케이스의 배면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하고 마이컴의 제어에 의해 순환 구동하는 제 1, 제 2 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

LED 조명장치{led illumination lamp}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로, 특히 2개의 컨버터를 순환 구동하여 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 LED 조명장치용 컨버터는, LED 조명장치의 케이스 내부에 장착되어 입력된 상용 교류전원을 LED 램프를 적절하게 점등시킬 수 있는 직류전원의 형태로 변환시켜 LED 램프에 인가하도록 회로구성된 장치를 의미한다.

최근에는 LED 램프의 고휘도 절전성의 우수성으로 인해, 종래의 형광 램프를 대체하여 이용되고 있는 추세에 따라 직관형 매립식 천정등의 경우와 같이 종래의 형광 조명장치를 천정 및 벽 등에서 제거하고 그 자리에 LED 조명장치를 장착하여 이용하는 사례가 늘고 있다.

이와 같이, 종래의 형광 조명장치가 설치된 자리에 LED 조명장치가 장착되기 때문에 설치비용 및 설치의 용이성을 고려하여 새로 장착되는 LED 조명장치는 종래의 형광 조명장치와 동일한 외형 및 크기를 가지고, 그 내부에는 LED 램프에 적정 직류전원을 공급하기 위한 LED용 컨버터가 내장되며, 컨버터의 출력단에 LED 램프의 양극이 장착되도록 구비되었다.

그러나, 사용자의 입장에서는 종래의 형광 조명장치와 LED 조명장치는 외관상 거의 차이가 없기 때문에, LED 조명장치를 구별하지 못하여 기존의 형광 램프를 LED 조명장치에 그대로 장착하는 착오를 범하는 경우가 발생하였다.

이 경우 LED 램프용 컨버터와 형광 램프용 컨버터는 각각 출력되는 전압의 크기 및 주파수의 형태가 상이하기 때문에 정상적으로 형광램프가 점등되지 않는 것은 물론, 오장착으로 인해 컨버터 내부에 이상 전압이 발생하여 컨버터의 동작을 제어하는 마이컴에 인가됨으로써 고가의 마이컴이 훼손되거나 형광램프의 필라멘트 과열로 인한 화재 등의 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

한편, LED 조명장치의 수요가 점차 늘어나고 있는 반면, 현재 LED 조명장치가 가진 문제점은 컨버터, 즉 직류전원공급장치에서 발생하는 부품 소손이 LED 조명장치의 불량이 나타나는 주 원인이 되고 있다.

대다수의 LED 조명장치가 컨버터 내장형, 또는 외장형 방식으로 1:1로 PCB판에 직류전원을 공급하여 LED 조명으로써 역할을 한다. 제품의 구성상 일부 부품이 소손될 경우에 조명장치로서의 역할을 못하게 되어 현장에 방문하여 제품 또는 부품(컨버터) 교체를 하여야 하는 상황이 종종 발생된다.

하지만 현재 LED 조명장치에 장착되는 컨버터의 경우에 약 25,000h으로서, LED 소자와 비교하여 절반 정도의 수명에 미치지 못하기 때문에 수요자는 중간에 컨버터를 교체하여야 하는 문제점을 안고 있다. 또한 장시간 조명을 사용하다가 보면, 외부요인(순간적인 전압상승, 낙뢰나 전자기기 전자파 요인)에 따라서 부품이 소손되는 경우가 발생되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 두 개의 컨버터를 장착하여 순환 구동함으로써 콘덴서의 수명을 향상시키어 유지 관리비를 줄이도록 한 LED 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 LED 조명장치는 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과, 상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과, 상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과, 상기 본체 케이스의 배면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하고 마이컴의 제어에 의해 순환 구동하는 제 1, 제 2 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 LED 조명장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 2개의 컨버터를 구성하여 순환 구동함으로써 콘덴서의 수명을 향상시킴으로써 유지 관리비를 줄일 수 있다.

둘째, 한 개의 컨버터가 고장이 나더라도 다른 하나의 컨버터를 사용하여 조명장치를 구동함으로써 사용에 불편함을 최소화시킬 수 있다.

즉, 2개의 컨버터를 구성하여 동작하므로 1개의 컨버터가 소손될 경우에 나머지 한 개의 컨버터를 통해 LED 조명장치를 구동하여 현장에서 발생하는 긴급한 상황을 효과적으로 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 전면 사시도
도 2는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 후면 사시도
도 3은 도 1 및 도 2의 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도
도 4는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 구성하는 컨버터의 내부 구성 중 일부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도
도 5는 도 4의 컨버터를 분해한 구성도

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 전면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 후면 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1 및 도 2의 LED 조명장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

본 발명에 의한 LED 조명장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상부가 개구되고 내부 공간(111)을 갖는 본체 케이스(110)와, 상기 본체 케이스(110)의 저면에 다수개의 LED 소자(121)가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판(120)과, 상기 본체 케이스(110)의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자(121)에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판(130)과, 상기 광확산판(130)을 상기 본체 케이스(110)에 고정하기 위해 상기 광확산판(130)의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임(140)과, 상기 본체 케이스(110)의 배면에 구성되어 상기 LED 소자(121)에 전류를 변환하여 공급하고 마이컴(도시되지 않음)의 제어에 의해 순환 구동하는 제 1, 제 2 컨버터(150,160)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 광확산판(130)과 본체 케이스(110)는 상기 고정 프레임(140)을 사용하여 고정하는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 본체 케이스(110)에 슬라이드홈을 구성하고, 상기 슬라이드홈에 상기 광확산판(130)을 슬라이딩하여 체결할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)는 방열 효과를 극대화시키기 위해 금속 재질로 이루어져 있다.

상기 본체 케이스(110)는 상부에 단턱면을 갖고, 상기 단턱면에 상기 광확산판(130)이 올려지고, 상기 광확산판(130)의 가장자리와 함께 상기 본체 케이스(110)의 둘레를 상기 고정 프레임(140)을 이용하여 고정하고 있다. 이때 상기 고정 프레임(140)을 이용하여 상기 광확산판(130)과 본체 케이스(110)를 고정하지 않고 별도의 고정부재(도시되지 않음)를 통해 고정할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)의 내부 표면은 Ag, Al₂O₃, TiO₂, Al, PET 등과 같이 반사효율이 우수한 재질로 백색 코팅이 되어 있고, 상기 본체 케이스(110)는 300㎜×300㎜, 300㎜×600㎜, 600㎜×600㎜ 등과 같이 다양한 사이즈로 제작할 수가 있다.

또한, 상기 본체 케이스(110)는 사각틀 형상 외에 원형, 타원 또는 다각형 등의 다양한 형태로 제작할 수도 있다.

상기 본체 케이스(110)의 내면 중 중심부는 평면 구조를 갖으면서 상기 중심부를 중심으로 양측은 소정의 경사를 갖는 경사면을 갖도록 형성하거나 수직한 형태로 제작할 수 있다.

한편, 일반적으로 방열 효과를 높이기 위해 금속 PCB 기판 또는 금속 재질의 케이스를 사용하고 있는데, 상기 본체 케이스(110)의 상부에 광확산판(130)이 덮여진 상태에서 고정 프레임(140)을 통해 고정되어 있기 때문에 밀폐 구조로 이루어져 상기 본체 케이스(110)의 내부에서 발생된 열이 효과적으로 방출되지 않아 LED 소자(121)의 수명을 떨어뜨리게 된다.

따라서 본 발명은 건물의 천장이나 벽면에 부착되는 LED 조명장치에서 본체 케이스(110)의 측면 및 배면을 관통하도록 루버 타입 구조를 갖는 복수개의 통기공을 형성하여 밀폐된 내부에서 발생된 열을 상기 통기공을 통해 외부로 신속하여 배출하여 방열 효과를 극대화시킬 수 있다.

상기 광확산판(130)의 표면에 코팅된 정전기 방지용 물질은 일반 냉장고의 외부 표면에 코팅된 물질과 동일한 재질로 이루어지는데, 상기 광확산판(130)의 표면저항을 감소시켜 정전기의 발생을 억제시키는 것으로서, 조명장치의 광속을 유지하여 광효율이 감소되지 않도록 무색 투명의 박막 코팅된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 PCB 기판(120)은 열방출을 용이하게 하기 위하여 금속 PCB 기판으로서, 상기 PCB 기판(120) 중 각 LED 소자(121)가 실장된 부분을 제외하고 표면 Ag, Al₂O₃, TiO₂, Al, PEN, PET 중에서 어느 하나를 사용하여 백색 코팅을 하거나 별도의 반사판을 부착하여 각 LED 소자(121) 발광시 광원을 반사시킬 수도 있다.

이때 상기 LED 소자(121)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 발광다이오드 중에서 적어도 하나 또는 다수의 발광다이오드를 혼합하여 사용할 수가 있다.

상기 고정 프레임(140)을 클립 구조로 형성하여 상기 광확산판(130)을 상기 본체 케이스(110)와 함께 고정할 수도 있다.

상기 광확산판(130)은 투명 재질로 이루어져 있는데, 이에 한정하지 않고 각 LED 소자(121)로부터 조사되는 광원의 투과량을 보정하기 위한 반투명부재로 이루어질 수 있다.

상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)에 의하여 각 LED 소자(121)의 점등유지시간 설정이 정밀하게 설정되고, 페이드 인/아웃(Fade In/Out) 기능이 적용되어 초기 점등시 눈부심 현상이 최소화된다.

상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)는 인체감지센서(도시되지 않음) 및 조도센서(도시되지 않음)로부터 인체감지신호 및 조도감지신호를 입력받아 상기 LED 소자(121)의 밝기 또는 색온도를 제어하여 환경에 따라 최적의 밝기를 갖도록 제어할 수 있고, 불필요한 전력 소모를 최소한으로 줄일 수가 있다.

뿐만 아니라 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)는 상기 각 LED 소자(121)가 발광하였을 때 빛을 감지하지 못할 정도인 약 10%로 색온도 또는 밝기를 제어함으로써 전력 소모를 한층더 줄일 수가 있다.

한편, 상기 제 1 컨버터(150) 또는 제 2 컨버터(160)는 일체형 또는 분리형으로 제작이 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)가 상기 본체 케이스(110)의 배면에 구성되는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 제1, 제 2 컨버터(150, 160)의 고정 수리를 보다 용이하게 하기 위해 상기 본체 케이스(110)의 일측면에 클립 체결 방식으로 체결되도록 구성할 수도 있다.

여기서, 본 발명에 의한 LED 조명장치는 LED 면조명, LED 다운라이트, LED 직관등, LED 가로등, LED 보안등과 같은 제품을 모두 포함하며, 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)는 본체 케이스(110)와 다른 외함에 부착하여 사용하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명에 의한 LED 조명장치에서 제 1, 제 2 컨버터의 순환 구동을 설명하기 위한 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)가 병렬로 연결된 상태에서 외부에서 인가되는 입력전원을 공급받아 PCB 기판(120)에 전원을 공급하여 LED 소자(121)를 발광 또는 소등하게 된다.

이때 상기 제 1 컨버터(150)와 제 2 컨버터(160)는 제어부(170)의 제어에 의해 선택적으로 ON 또는 OFF하게 된다.

한편, 상기 제어부(170)는 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)가 순환 구동 즉, 상기 제 1 컨버터(150)가 동작했을 때 제 2 컨버터(160)는 동작을 하지 않도록 제어하고 반대로 제 2 컨버터(160)가 동작했을 때 제 1 컨버터(150)는 동작하지 않도록 제어함과 더불어 제 1 컨버터(150)와 제 2 컨버터(160)를 순환 구동하여 컨버터의 수명을 한층더 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라 상기 제어부(170)는 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)의 상태를 실시간으로 감시하여 제 1 컨버터(150) 또는 제 2 컨버터(160)가 정상적인 동작을 하지 않을 경우에는 정상적으로 작동하는 컨버터만을 동작시킴으로써 조명장치가 꺼지는 등의 사고를 미연에 방지할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의한 LED 조명장치는 제어부(170)에서 각각 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)로 전류전원을 공급하는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 별도의 구성없이 AC 200V의 전원을 공급하여 LED 조명장치의 ON 또는 OFF시에 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)를 순환 구동할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 의한 LED 조명장치를 구성하는 컨버터의 내부 구성 중 일부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 컨버터를 분해한 구성도이다.

본 발명에 의한 LED 조명장치에서 컨버터를 구성하는 부품들 중 상기 LED 소자(121)보다 수명이 짧은 부품 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, PCB 기판(151)에 실장되는 트렌스(152), 콘덴서(153), 다이오드(154)를 커넥터 방식의 탈착형으로 제작하여 부착한다.

상기 PCB 기판(151)의 일측과 타측은 AC입력 전원과 DC출력 전원이 인가되도록 전원 케이블(155)이 구성되어 있다.

여기서, 상기 트렌스(152)는 상기 전원 케이블(155)을 통해 입력되는 AC입력 전원을 승압시키는 역할을 하고, 상기 콘덴서(153)는 상기 PCB 기판(151)위의 입력단과 출력단에 각각 구성되어 상기 트렌스(152)로 입력되는 AC입력 전원과 상기 트렌스(152)를 통과한 DC출력 전원을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

상기 다이오드(154)는 상기 PCB 기판(151)위에 구성되고 전류가 한쪽 방향으로만 흐를 수 있도록 통제하는 역할을 한다.

따라서 상기 제 1 컨버터(150) 또는 제 2 컨버터(160)를 구성하는 부품 중 상기 LED 소자(121)보다 수명이 짧은 트렌스(152), 콘덴서(153) 및 다이오드(154) 중 고장이 발생할 경우에는 종래에는 컨버터 전체를 교체하였지만, 본 발명에서는 고장난 제 1 컨버터(150) 또는 제 2 컨버터(160)만을 교체하면 되기 때문에 유지 관리비를 줄일 수가 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 제 1 컨버터(150) 또는 제 2 컨버터(160)의 부품들을 상기 PCB 기판(151)에 커넥터 방식으로 트렌스(152), 콘덴서(153), 다이오드(154)를 실장하는 것을 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 다른 실시예로 상기 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)를 PC 본체와 같이 제작하고 그 내부에 LED 소자보다 수명이 짧은 부품들을 PCB 보드에 슬롯 방식으로 삽입하여 제작할 수도 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 제 1, 제 2 컨버터(150, 160)는 도면에 도시하지 않았지만, 컨버터 본체의 내부에 다수의 슬롯홈을 구성하고, 상기 슬롯홈에 대응되게 트렌스, 콘덴서, 다이오드 등의 부품들이 슬롯 방식으로 탈착이 가능하게 구성함으로써 고장이나 수리시 해당 부품만을 교체하면 되기 때문에 유지 관리비를 줄일 수가 있다.

한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

110 : 본체 케이스 111 : 내부공간
120 : PCB 기판 121 : LED 소자
130 : 광확산판 140 : 고정 프레임
150 : 제 1 컨버터 160 : 제 2 컨버터
170 : 제어부

Claims (5)

1. 상부가 개구되고 내부 공간을 갖는 본체 케이스와,
   상기 본체 케이스의 저면에 다수개의 LED 소자가 일정한 간격으로 갖고 실장된 PCB 기판과,
   상기 본체 케이스의 상부면에 결합되어 상기 LED 소자에서 출사된 광을 산란시키는 광확산판과,
   상기 광확산판을 상기 본체 케이스에 고정하기 위해 상기 광확산판의 가장자리를 따라 결합되는 고정 프레임과,
   상기 본체 케이스의 배면에 구성되어 상기 LED 소자에 전류를 변환하여 공급하고 마이컴의 제어에 의해 순환 구동하는 제 1, 제 2 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터와 제 2 컨버터는 일체형 또는 분리형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마이컴은 상기 제 1 컨버터 또는 제 2 컨버터 중 적어도 어느 하나의 컨버터만을 동작시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 컨버터와 제 2 컨버터의 상태를 실시간으로 감지하여 고장이 발생한 컨버터를 선택적으로 OFF하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 광확산판의 표면에 정전기 방지용 물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.

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