KR20150130076A - 무정전 직관형 ｌｅｄ 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리의 효율적인 교체와 정전시의 장시간 조명을 가능케 하는 배터리 내장형의 무정전 직관형 LED 램프에 관한 것으로, 무정전 직관형 LED 램프는 반원기둥 형상의 방열 몸체와, 방열 몸체의 일면 상의 LED 광원 모듈과, 원호 단면 형상을 구비하고 LED 광원 모듈을 덮으며 방열 몸체와 결합하여 둥근 막대 형태를 형성하는 확산 커버와, 방열 몸체의 중공부에 수납되며 LED 광원 모듈에 연결되는 구동회로 모듈과, 구동회로 모듈에 착탈가능하게 연결되며 충방전가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈과, 방열 몸체의 길이 방향의 말단부에 배치된 전원 입력 단자들을 구비하는 램프 소켓을 포함한다.

Description

무정전 직관형 ＬＥＤ 램프{Uninterruptible Straight Tube LED Lamp}
본 발명의 실시예들은 직관형 LED(Light emitting diode) 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 내장형의 무정전 직관형 LED 램프에 관한 것이다.
LED 조명은 LED 칩 내에서 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 방출한다. LED 조명은 친환경적인 조명으로서 에너지 절약과 환경 문제가 중요시되는 최근의 분위기에서 더욱 그 필요성이 강조되고 있다.
특히, 약 3만~5만 시간의 장수명을 갖고 광반도체 소자의 응용으로 수은을 사용하지 않아 친환경적이며 백열전구 대비 약 83%와 기존 형광등 대비 약 60%의 연간 전기료를 절감할 수 있으며, 반응속도가 우수하고 충격에 강할 뿐만 아니라 소형, 경량, 감성적 디자인 연출에 유리한 이점이 있다.
현재 백열등이나 형광등과 같은 기존의 조명을 LED 조명으로 대체하고자 하는 수요에 수반하여 다양한 형태와 구조의 LED 조명이 보급되고 있다. 그 중에, 직관형 LED 조명장치는 기존 형광등 조명 기구에 직관형 LED를 형광등 대신 장착하여 사용하는 것으로 배터리를 내장하여 비상 조명장치를 겸할 수 있다.
이러한 직관형 LED 조명장치는 정전 등의 비상시에 내장 배터리를 구동하여 LED 칩을 발광시키며, 특히 지하철이나 지하상가 등에 정전 사고가 발생한 경우에도 해당 지역 내의 모든 직관형 LED 조명장치를 평상시와 다름없이 점등시켜 일정 시간 동안 조명을 유지함으로써 사람들이 안전하게 피난할 수 있도록 도울 수 있다.
하지만, 이러한 기술에 있어서 충방전 가능한 배터리의 수명을 고려하여 직관형 LED 조명장치 내에 배터리를 어떻게 효율적으로 교체가능하게 설치할 것인지에 대해서는 아무런 언급이 없다. 통상 충방전 가능한 리튬이온 이차전지의 수명은 길어야 4년이며, 이러한 배터리 수명은 LED 칩의 수명에 비해 약 1/2 이하이다.
다시 말해서, 전술한 바와 같은 배터리 내장 방식의 직관형 LED 조명장치에서는 배터리 수명이 다되면 직관형 LED 조명장치 자체를 폐기해야 하므로 본래의 친환경적인 장점을 충분히 살릴 수 없을 뿐 아니라 비용 면에서도 효율을 저하시키는 요인이 된다. 또한, 직광형 LED 조명장치에 있어서 어떻게 배터리를 교체한다고 하더라도 기본적으로 배터리의 교체를 상정하고 있지 않으므로 배터리 교체 작업이 용이하지 않고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
특히, 지진 등의 비상상황 시 정전 분위기에서 지하철 내부나 지하상가 내에 장시간 고립되는 경우, 직관형 LED 조명장치를 조명 기구에서 분리하여 휴대용 비상 조명장치로 사용할 수 있으나, 배터리의 교체나 배터리 전원의 제어가 어려우면, 배터리 전원에 의한 조명시간이 상대적으로 매우 짧아 직관형 LED 조명장치의 유용성에 큰 제약이 따를 수 있다.
이와 같이 LED 조명 장치의 기술 분야에서는 지진이나 화재 등의 비상 상황 시 정전 분위기에서도 배터리 교체나 배터리 전원의 제어를 용이하게 수행할 수 있어서 실질적으로 배터리 전원에 의한 사용시간을 연장할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0023901호(2014.02.27)
본 발명의 일실시예에서는 충방전 가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈을 직관형 LED(Light emitting diode) 램프 내에 착탈식으로 설치할 수 있고 직관형 LED 램프에서 배터리 모듈을 분리하여 배터리를 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 충방전가능한 배터리를 착탈 가능하게 수납하는 배터리 모듈을 직관형 LED 램프 내에 설치하고 덮개에 의해 개방되는 개구부를 통해 배터리 모듈 내 배터리를 외부에 노출시킴으로써 직관형 LED 램프에서 배터리를 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 충방전 가능한 배터리를 구비한 배터리 모듈을 직관형 LED 램프 내에 탄성적으로 삽입 고정하고 덮개에 의해 개방되는 개구부를 통해 직관형 LED 램프 내에서 배터리를 분리하여 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 전술한 배터리 모듈에 탑재되어 배터리의 충방전을 제어하는 제2전원회로에서 상용전원을 변환하여 LED 광원 모듈에 구동 전압을 공급하는 제1전원회로의 급전 상태 또는 단전 상태를 검출하고, 단전 상태에서 배터리 전원을 LED 광원 모듈에 공급할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 무정전 직관형 LED 램프는, 반원기둥 형상의 방열 몸체와, 방열 몸체의 일면 상의 LED 광원 모듈과, 원호 단면 형상을 구비하고 LED 광원 모듈을 덮으며 방열 몸체와 결합하여 둥근 막대 형태를 형성하는 확산 커버와, 방열 몸체의 중공부에 수납되며 LED 광원 모듈에 연결되는 구동회로 모듈과, 구동회로 모듈에 착탈가능하게 연결되며 충방전가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈과, 방열 몸체의 길이 방향의 말단부에 배치된 전원 입력 단자들을 구비하는 램프 소켓을 포함한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은, 방열 몸체의 중공부에 착탈가능하게 삽입되며 배터리가 착탈 가능하게 수납되는 안착공간을 구비하는 배터리 케이스와, 배터리 케이스의 안착공간에 노출되고 배터리가 수납될 때 배터리와 전기적으로 연결되는 배터리 단자와, 배터리 단자와 구동회로 모듈을 연결하는 배터리 배선과, 배터리 배선의 중간 부분에 배치되고, 배터리 단자에 연결되는 제1커넥터 및 구동회로 모듈에 연결되며 제1커넥터와 착탈가능하게 결합하는 제2커넥터를 구비하는 배선 커넥터를 구비한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은, 배터리 배선이 배터리 단자에 연결되는 제1배선과, 제2커넥터에 연결되는 제2배선을 구비할 때, 제1배선과 제2배선 사이에 배치되고 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어회로를 더 구비한다.
일실시예에서, 충방전 제어회로는 제2배선으로 인가되는 입력 전압 또는 입력 전류를 감지하는 센서를 구비하고, 센서에 감지되는 입력 전압 또는 입력 전류가 기준 전압 또는 기준 전류보다 작을 때, 배터리의 전원을 구동회로 모듈에 공급하도록 동작한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은 제2배선의 중간에 직렬 연결되는 배터리 보호회로 및 스위치 중 적어도 어느 하나를 더 구비한다.
일실시예에서, 제1커넥터, 충방전 제어회로, 배터리 보호회로 및 스위치 중 적어도 어느 하나는 배터리 케이스에 일체로 탑재된다.
일실시예에서, 램프 소켓은 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 방열 몸체에서 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고, 제2소켓은 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며, 배터리 모듈은 제2소켓과 일체로 결합한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 무정전 직관형 LED 램프는, 반원기둥 형상의 방열 몸체와, 방열 몸체의 일면 상의 LED 광원 모듈과, 원호 단면 형상을 구비하고 LED 광원 모듈을 덮으며 방열 몸체와 결합하여 둥근 막대 형태를 형성하는 확산 커버와, 방열 몸체의 중공부에 수납되며 LED 광원 모듈에 연결되는 구동회로 모듈과, 구동회로 모듈에 연결되며 충방전가능한 배터리를 착탈가능하게 수납하는 배터리 모듈과, 방열 몸체의 길이 방향의 말단부에 배치된 전원 입력 단자들을 구비하는 램프 소켓과, 배터리를 방열 몸체 외부에 노출시키는 방열 몸체의 개구부와, 개구부를 덮는 덮개와, 덮개를 개구부 상에 고정하는 체결부재를 포함한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은, 방열 몸체의 중공부에 삽입되어 고정되며 배터리가 착탈가능하게 수납되는 안착공간을 구비하는 배터리 케이스와, 배터리 케이스의 안착공간에 노출되고 배터리가 수납될 때 배터리와 전기적으로 연결되는 배터리 단자와, 배터리 단자와 구동회로 모듈을 상호 연결하는 배터리 배선을 더 포함한다.
일실시예에서, 체결부재는, 개구부의 가장자리와 덮개 가장자리 사이에 끼워지는 탄성부재를 포함한다.
일실시예에서, 덮개는 제1돌기를 구비하고, 개구부 가장자리에 배치되는 방열 몸체의 제1홈과 결합하여 힌지 운동한다.
일실시예에서, 램프 소켓은 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 방열 몸체에서 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고, 제2소켓은 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며, 배터리 모듈은 제2소켓과 일체로 결합한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은, 배터리 배선이 배터리 단자에 연결되는 제1배선과, 제2커넥터에 연결되는 제2배선을 구비할 때, 제1배선과 제2배선 사이에 배치되고 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어회로를 더 구비한다.
일실시예에서, 충방전 제어회로는 제2배선으로 인가되는 입력 전압 또는 입력 전류를 감지하는 센서를 구비하고, 센서에 감지되는 입력 전압 또는 입력 전류가 기준 전압 또는 기준 전류보다 작을 때 배터리의 전원이 구동회로 모듈에 공급되도록 동작한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은 제2배선의 중간에 직렬 연결되는 배터리 보호회로를 더 구비한다.
일실시예에서, 배터리 모듈은, 방열 몸체의 중공부에 착탈 가능하게 삽입되는 배터리 팩과, 배터리 팩과 제1배선을 통해 연결되는 충방전 제어회로와, 충방전 제어회로와 제2배선을 통해 연결되며 구동회로 모듈의 제2커넥터와 착탈 가능하게 결합하는 제1커넥터와, 방열 몸체의 중공부 내에서 배터리 팩을 지지하는 고정부재를 구비한다.
일실시예에서, 고정부재는 배터리 팩을 적어도 부분적으로 둘러싸는 탄성부재를 포함하고, 탄성부재는 방열 몸체의 중공부와 배터리 팩 사이에서 탄성적으로 압축된다.
일실시예에서, 램프 소켓은 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 방열 몸체에서 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고, 제2소켓은 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며, 배터리 팩은 제2소켓과 일체로 결합한다.
일실시예에서, 제2소켓은 배터리 팩을 안착시키기 위한 안착공간을 포함한 내부 돌출 구조를 구비한다.
일실시예에서, 구동회로 모듈은 전원 입력 단자들과 LED 광원 모듈에 연결되는 제1전원회로를 포함하고, 배터리 모듈은 제1전원회로로부터 배터리로 인가되는 입력 전압이 기준 전압보다 작을 때 배터리의 전원을 LED 광원 모듈에 공급하는 제2전원회로를 포함한다.
본 발명에 의하면, 충방전 가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈을 직관형 LED(Light emitting diode) 램프 내에 착탈식으로 설치하고 직관형 LED 램프에서 배터리 모듈을 분리하여 배터리를 간편하게 교체하는 무정전 직관형 LED 램프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 충방전 가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈을 직관형 LED 램프 내에 고정하고 덮개에 의해 개방되는 개구부를 통해 배터리 모듈 내 배터리를 외부에 노출시킴으로써 직관형 LED 램프에서 배터리를 간편하게 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공한다.
또한, 본 발명에 의하면, 충방전가능한 배터리를 구비한 배터리 모듈을 직관형 LED 램프 내에 탄성적으로 삽입 고정하고 덮개에 의해 개방되는 개구부를 통해 직관형 LED 램프 내에서 배터리 모듈을 분리하여 배터리를 효율적으로 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공한다.
또한 본 발명에 의하면, 배터리 모듈에 탑재되어 배터리의 충방전을 제어하는 제2전원회로에서 상용전원을 변환하여 LED 광원 모듈에 구동 전압을 공급하는 제1전원회로의 급전 상태 또는 단전 상태를 검출하고, 단전 상태에서 배터리 전원을 LED 광원 모듈에 공급할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프의 사시도
도 2는 도 1의 무정전 직관형 LED 램프의 부분 분해 사시도
도 3은 도 2의 무정전 직관형 LED 램프의 추가 분해 사시도
도 4a는 도 3의 배터리 모듈의 평면도
도 4b는 도 3의 배터리 모듈의 정면도
도 4c는 도 3의 배터리 모듈의 우측면도
도 4d는 도 3의 배터리 모듈의 좌측면도
도 5는 도 3의 무정전 직관형 LED 램프의 구동 회로에 대한 개략도
도 6은 도 3의 무정전 직관형 LED 램프에 채용가능한 방열 몸체의 구조를 설명하기 위한 부분 사시도
도 7은 도 6의 방열 몸체의 분해 사시도
도 8은 도 3의 무정전 직관형 LED 램프에 채용가능한 방열 몸체의 다른 구조에 대한 부분 분해 사시도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프의 분해 사시도
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 형태들에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무정전 직관형 LED(Light Emitting Diode) 램프의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프(10)는 기존의 직관 형광등 형태를 구비하고 기존의 직관 형광등이 사용되는 조명 기구에 장착되어 형광등보다 우수한 효율의 조명을 제공한다. 무정전 직관형 LED 램프(10)는 반원기둥 형태의 방열 몸체(11), 램프 소켓(14), 제1소켓(141), 제2소켓(142) 및 확산 커버(15)를 구비한다. 제2소켓(142)은 더미 단자(144)와 제2홀(146)을 구비하고, 제2홀(146)에는 볼트(146a)가 삽입된다.
또한, 무정전 직관형 LED 램프(10)는, 정전 시와 같이 상용 전원 공급이 차단된 경우, 내장된 리튬이온 배터리를 전원으로 이용하여 자동 점등한다. 무정전 직관형 LED 램프(10)는 조명 기구로부터 분리하여 들고 이동하는 것이 가능하며, 배터리의 용량에 따라 약 3시간 이상(AAA 건전지 3개 기준)을 점등할 수 있다.
무정전 직관형 LED 램프(10)는 지하철, 지하도, 조명이 필요한 공장 시설, 엘리베이터 내부, 비상 계단, 주차장 등의 장소에 설치가능하며, 그 경우 형광등에 비해 소비전력을 최대 약 60%까지 감소시키며, 램프 교환 주기를 늘려 유지관리 비용을 절감하고, 자외선 및 적외선의 방출이 적어 생선, 가죽제품 등에 미치는 손상을 감소하여 벌레가 생기는 것을 방지하며, 방열구조 설계에 의해 무정전 직관형 LED 램프의 광원에서 열이 거의 없어 취급이 용이한 이점이 있다. 이러한 이점에 의하면, 자연 재해의 발생시 비상조명으로 유용하게 이용할 수 있다.
특히, 무정전 직관형 LED 램프(10)는 제2소켓(142)를 분리하여 간편하게 내장 배터리를 교체할 수 있도록 구성된다. 이러한 구성에 대하여 아래에서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 무정전 직관형 LED 램프의 부분 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프(10)는 방열 몸체(11), LED 광원 모듈(12), 배터리 모듈(13), 램프 소켓(14) 및 확산 커버(15)를 구비한다. 램프 소켓(14)은 제1소켓(141)과 제2소켓(142)을 구비한다.
방열 몸체(11)는 단면이 반원 형태인 반원기둥(Half cylinder) 구조를 구비하고 반원기둥 구조의 내부에 길이방향을 따라 연장하는 중공부를 구비하며 반원기둥 구조의 원호형 외표면이 요철 형태를 가진다. 요철 형태는 길이 방향을 따라 연장되며 서로 일정 간격 이격되고 소정의 높이를 갖는 복수의 선형 돌기들일 수 있다. 이러한 선형 돌기는 방열 몸체(11)의 표면적을 증가시켜 방열 효과를 높이고 직관형 램프의 그립(Grip)을 좋게 한다.
방열 몸체(11)는 열전도성과 내구성이 우수하며 가벼운 재료로 마련된다. 방열 몸체(11)의 재질은 알루미늄이나 동등의 특수재료 혹은 복합재료일 수 있다. 이러한 방열 몸체(11)는 제조비의 절감을 위해 압출 성형 등의 제조공정에 의해 만들어질 수 있다.
방열 몸체(11)는 램프 소켓(14)과의 결합을 위한 내부 요철 슬릿(118)과, 확산 커버(15)와의 결합을 위한 외부 측면 슬릿(119)을 구비한다. 내부 요철 슬릿(118)은 제조공정에 의해 중공부 내에서 방열 몸체(11)의 길이방향의 일단에서 일단의 반대측인 타단까지 연장할 수 있다.
LED 광원 모듈(12)은 방열 몸체(11)의 평평한 면상에 배치된다. LED 광원 모듈(12)은 LED(Light Emitting Diode) 칩이 탑재된 LED 패키지(122)와 다수의 LED 패키지(122)가 실장되는 인쇄회로기판(124)을 구비한다.
LED 칩은 전류를 인가하면 빛을 방출하는 화합물반도체 소자의 일종이다. 그리고 LED 패키지(122)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 광을 방출하는 LED 칩들 중 적어도 어느 하나를 구비한다. 다수의 LED 패키지(122)는 무정전 직관형 LED 램프의 정격 전압이나 정격 전류에 따라 소정의 개수가 전기적으로 직렬 또는 직병렬 연결된다. 다수의 LED 패키지(122)의 직렬 또는 직병렬 연결 구조는 인쇄회로기판(124)의 도전성 패턴의 설계에 의해 구현되나, 이에 한정되지는 않는다. 인쇄회로기판(124)은 단일 기판이거나 복수의 기판들을 연결선(126)이나 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결한 구조를 가질 수 있다.
LED 광원 모듈(12)은 배선(20)을 통해 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입되는 구동회로 모듈에 전기적으로 연결된다. 배선(20)은 내부의 도전성 전선과 이 전선을 피복하는 절연층을 구비한 절연전선이다.
LED 광원 모듈(12)이 방열 몸체(11)의 일면 상의 제1영역에 배치될 때, 방열 몸체(11)의 일면 상의 제1영역 이외의 제2영역에는 반사층(127)이 배치될 수 있다. 반사층(127)은 코팅층이나 필름 형태의 백색 소재나 반사 재료로 구현된다. 이러한 반사층(127)은 LED 광원 모듈(12)에서 출사하여 방열 몸체(11)에 부딪히는 광이 방열 몸체(11) 상에서 효과적으로 반사하여 확산 커버(15)로 진행하도록 하고, 이에 의해 조명 효율을 향상시킨다.
배터리 모듈(13)은 무정전 LED 램프에서 배터리를 착탈가능하게 수납하기 위한 구성부이다. 배터리 모듈(13)은 방열 몸체(11)의 길이 방향에서의 일단부에서 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입된다. 본 실시예에서 배터리 모듈(13)은 방열 몸체(11)와 착탈가능하게 결합된다.
전술한 배터리 모듈(13)에 의하면, 배터리 수명이 다된 경우나 배터리 교체 주기에 배터리 모듈(13)을 방열 몸체(11)로부터 분리하여 배터리 모듈(13)에 안착되어 있는 배터리를 교체한 후 배터리 모듈(13)을 다시 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입함으로써 배터리 수명을 연장하고 무정전 LED 램프의 기능을 효율적으로 유지할 수 있다.
램프 소켓(14)은 방열 몸체(11)의 일면 상에 배치된 LED 광원 모듈(12)을 덮도록 방열 몸체(11)에 확산 커버(15)를 결합한 후 방열 몸체(11)와 확산 커버(15)에 의해 형성되는 둥근 막대 형상의 구조물(이하, 둥근 막대 구조물)의 길이 방향에서 그 양단에 결합한다. 램프 소켓(14)은 방열 몸체(11)와 확산 커버(15)의 일부분을 덮도록 배치된다.
본 실시예에서 램프 소켓(14)은 둥근 막대 구조물의 길이 방향에서 한쪽 말단부에 배치되며 한 쌍의 전원 입력 단자를 구비하는 제1소켓(141)과, 방열 몸체(11)를 게재하고 제1소켓(141)이 위치한 말단부의 반대쪽 말단부에 배치되며 더미 단자(Dummy terminal)를 구비하는 제2소켓(142)으로 구성된다.
제1소켓(141)은 소켓 내부에서 외부로 돌출되는 전원 입력 단자(143)와, 방열 몸체(11)와의 결합을 위해 외부에서 볼트(또는 나사)가 삽입되는 제1홀(145)을 구비한다. 그리고, 제2소켓(142)은 소켓 내부에서 외부로 돌출되는 더미 단자(144)와, 방열 몸체(11)와의 결합을 위해 외부에서 볼트(또는 나사)가 삽입되는 제2홀(146)을 구비한다.
본 실시예에서 제1소켓(141)의 전원 입력 단자(143)는 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입되어 있는 구동회로 모듈의 한 쌍의 전원 인입선(도 3 또는 도 9의 20i 참조)에 연결된다. 전원 인입선은 전원 입력 단자(143)에 연결된다. 그리고 전원 입력 단자(143)는 형광등 등의 조명 기구의 소켓에 연결되며 전원 입력 단자(143)를 통해 상용 전원이 구동회로 모듈에 인가된다. 전원 입력 단자(143)는 소켓 규격 예를 들어 두 개의 단자들을 구비하는 규격 G13에 따라 구현될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제2소켓(142)은 구동회로 모듈과 전기적으로 연결되지 않고 배터리 모듈(13)과 일체로 형성된다. 도 2에서는 설명의 편의상 분리하여 도시되어 있으나, 실제로 제2소켓(142)은 무정전 직관형 LED 램프의 조립 시 돌기나 홈 등의 결합구조 혹은 접착제 등의 접합수단에 의해 배터리 모듈(13)과 일체로 형성될 수 있다.
상술한 제2 소켓(142)과 배터리 모듈(13)의 일체형 구조에 의하면, 통상 LED 칩의 수명의 1/2 이하의 수명을 갖는 배터리의 교체 시점에 조명 기구에서 직관형 LED 램프를 분리한 다음 제2소켓(142) 상의 볼트를 풀고 제2소켓(142)을 잡아당겨 방열 몸체(11)로부터 제2소켓(142)과 배터리 모듈(13)을 빼낸 후 배터리 모듈(13)에 삽입되어 있는 배터리를 간편하게 교체하고, 역순으로 방열 몸체(11)에 배터리 모듈(13)과 제2 소켓(142)을 삽입하고 볼트를 체결한 후 무정전 직관형 LED 램프를 조명 기구에 장착해서 사용할 수 있다.
확산 커버(15)는 방열 몸체(11)에 대응하는 원호 단면 형상을 구비하고, LED 광원 모듈(12)을 덮으며 방열 몸체(11)와 결합하여 방열 몸체(11)와 함께 둥근 막대 형태를 형성한다. 예를 들어, 둥근 막대 형태의 직경은 30㎜이고, 그 길이는 1198㎜일 수 있다.
확산 커버(15)는 원호 단면 형상의 양측 가장자리에서 절곡부에 의해 접힌 한 쌍의 날개부(151, 152)를 구비한다. 한 쌍의 날개부(151, 152)는 방열 몸체(11)의 외부 측면 슬릿(119)에 탄성적으로 삽입되어 방열 몸체(11) 상에 확산 커버(15)를 견고히 고정한다.
확산 커버(15)는 기존의 형광등보다 지향성이 강한 빛을 방출하는 LED 패키지(122)의 광원 이미지나 직진광(Hot spot)이 외부로 전달되어 사용자의 눈에 들어가지 않도록 기능한다. 확산 커버(15)는 광원 이미지가 외부에 어느 정도 표시되는 고투과 타입, 광원 이미지가 외부에 흐릿하게 표시되는 중확산 타입, 또는 광원 이미지가 외부에 전형 표시되지 않는 고확산 타입일 수 있다. 이러한 확산 커버(15)는 아크릴, 폴리카보네이트 등의 재료를 이용하여 제조되며, 구현에 따라 무기 입자가 그 내부에 분산 배치될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 무정전 직관형 LED 램프에 대한 신뢰성을 높이고 LED 칩의 수명에 준하는 무정전 직관형 LED 램프의 수명을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 매우 효율적인 유지관리 구조를 통해 유지관리 시간과 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 3은 도 2의 무정전 직관형 LED 램프에 대한 추가 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프(10)는 방열 몸체(11), LED 광원 모듈(12), 배터리 모듈(13), 제1소켓(141), 제2소켓(142), 확산 커버(15), 구동회로 모듈(16) 및 배터리 모듈(18)을 포함한다.
방열 몸체(11), LED 광원 모듈(12), 배터리 모듈(13), 제1소켓(141), 제2소켓(142) 및 확산 커버(15)에 대한 상세 설명은 도 2의 설명과의 중복을 피하기 위해 생략한다.
구동회로 모듈(16)은 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입되며 제1소켓(141)과 LED 광원 모듈(12)에 전기적으로 연결된다. 구동회로 모듈(16)은 전원회로 및 LED 구동회로를 포함한다. 전원회로는 상용 전원을 변환하여 소정의 전압 및 전류를 LED 구동회로에 공급하고, LED 구동회로는 LED 광원 모듈(12)의 동작을 제어한다. 이러한 구동회로 모듈(16)에 대하여는 도 5의 구동 회로의 설명에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
구동회로 모듈(16)은 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입될 때 방열 몸체(11)의 절연성을 높이기 위해 절연성 필름(17)에 의해 포장될 수 있다. 절연성 필름(17)의 소재는 절연성과 유연성을 갖는다면 특별히 한정되지 않는다.
배터리 모듈(18)은 구동회로 모듈(16)에 착탈 가능하게 연결되며 상용 전원의 단절 시(예를 들어, 정전 시) LED 광원 모듈(12)에 전원을 공급한다. 배터리 모듈(18)과 구동회로 모듈(16) 사이를 연결하는 배선은 배터리 모듈(18)을 방열 몸체(11)에서 완전히 분리할 수 있도록 연장하는 길이를 가진다.
본 실시예에서 배터리 모듈(18)은 구동회로 모듈(16)에 연결된 제2커넥터(184b)와, 제2커넥터(184b)에 착탈 가능하게 결합하며 배터리 모듈(18)에 구비되는 제1커넥터(184a)를 분리한 상태로 도시되어 있다.
배터리 모듈(18)은 배터리 케이스(181), 배터리 단자(182), 충방전 제어회로(183), 배선 커넥터(184), 배터리 보호회로(185), 스위치(186)(이하, 외부 스위치) 및 배터리 배선(20a, 20b, 20c)을 구비한다. 이러한 배터리 모듈(18)의 상세 구성은 다음과 같다.
도 4a는 도 3의 배터리 모듈의 평면도이고, 도 4b는 도 3의 배터리 모듈의 정면도이고, 도 4c는 도 3의 배터리 모듈의 우측면도이며, 도 4d는 도 3의 배터리 모듈의 좌측면도이다. 그리고 도 5는 도 3의 무정전 직관형 LED 램프의 구동 회로에 대한 개략도이다.
도 4a 내지 4d 및 도 5를 참조하면, 배터리 케이스(181)는 배터리가 착탈가능하게 수납되는 안착공간(181a)을 갖춘 반원통 형상의 몸체(1811)와, 몸체(1811)의 길이 방향의 일단에 몸체(1811)와 일체로 형성되는 납작한 머리부(1812)와, 몸체(1811)의 일단의 반대측인 타단에 몸체(1811)와 일체로 형성되는 접속부(1813)를 구비한다. 안착공간(181a)은 몸체(1811)의 나머지 부분에 비해 오목하게 들어간 부분이다. 배터리 케이스(181)는 사출 성형되는 플라스틱 재질로 구현될 수 있다. 머리부(1812)의 직경(d)은 제2소켓의 내경보다 작고, 방열 몸체의 직경과 유사하거나 약간 작을 수 있다.
배터리 케이스(181)에 있어서, 머리부(1812)는 몸체(1811)와 접속부(1813)가 방열 몸체의 중공부에 삽입될 때 방열 몸체의 일단에 걸려 중공부에 삽입되지 않는다. 이와 같이, 머리부(1812)는 몸체(1811)나 접속부(1813)보다 큰 면적을 가진다.
배터리 케이스(181)와 제2소켓의 일체화된 구조는 적어도 하나 이상의 배터리나 배터리 팩(도 9의 30a 참조)을 안착시키기 위해 소정의 안착 공간을 갖는 돌출 구조를 제2소켓(도 2의 142 참조)의 내부에 일체로 형성하는 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
배터리 단자(182)는 배터리 케이스(181)의 안착공간(181a)에 노출되고 배터리가 수납될 때 배터리와 전기적으로 연결된다. 배터리 단자(182)는 배터리의 포지티브(+) 전극에 연결되는 제1단자(1821)와, 배터리의 네거티브(-) 전극에 연결되는 제2단자(1822)를 구비한다.
배터리 단자(182)는 직렬 연결되는 복수의 배터리들의 양단에 제1단자(1821)와 제2단자(1822)가 배치되는 구조에 더하여 복수의 배터리들 중 인접한 두 배터리의 양극과 음극에 공통 접속되는 적어도 하나의 제3단자(도 5의 1823)를 더 구비할 수 있다. 제3단자(1823)를 이용하면, 충방전 제어회로(183)를 통해 개개의 배터리의 충방전 상태에 따라 각 배터리를 제어하는 것이 가능하므로, 직렬 연결되는 복수의 배터리들 중 어느 하나의 성능 저하로 인하여 전체 배터리의 성능이나 수명이 급속히 저하되는 것을 방지할 수 있고, 그에 의해 배터리의 효율이나 수명을 최대로 유지할 수 있는 이점이 있다.
충방전 제어회로(183)는 배터리의 충방전을 제어하며, 배터리의 과충전, 과방전, 과전류, 합선을 검출하고 이러한 비정상 상태로부터 배터리를 보호하기 위한 보호회로를 포함한다. 보호회로는 보호 IC(Integrated Circuit)와, FET(Field effect transter) 등의 제어스위치로 구현될 수 있다. 이러한 보호회로는 리튬이온 배터리의 보호회로 기술분야에 이미 잘 알려져 있으므로 추가적인 상세 설명은 생략한다.
본 실시예에서 충방전 제어회로(183)는 제1배선(도 5의 20a)을 통해 제1단자(1821), 제2단자(1822) 및 제3단자(도 5의 1823)에 연결된다. 그리고, 충방전 제어회로(183)는 제2배선(도 5의 20b)을 통해 배선 커넥터(도 5의 184)에 연결된다. 충방전 제어회로(183)는 구동회로 모듈의 입력 전압이나 전류가 기준값보다 작을 때 정전 상태로 판단하고, 내부 스위칭 회로를 작동시켜 배터리의 전원을 LED 구동회로에 공급한다.
배선 커넥터(도 5의 184)는 구동회로 모듈에서 배터리 모듈을 착탈 가능하게 결합하기 위한 수단이다. 배선 커넥터(184)는 충방전 제어회로(183)에 연결된 제2배선(20b)의 말단부에 배치되는 제1커넥터(184a)와 구동회로 모듈에 연결된 제3배선(도 5의 20c)의 말단부에 배치되며 제1커넥터(184a)와 착탈 가능하게 결합하는 제2커넥터(도 5의 184b)를 구비한다.
제1커넥터(184a)는 배터리 케이스(181)의 접속부(1813)의 말단부에 일체로 배치된다. 제1커넥터(184a)는 제1단자(1841) 및 제2단자(1842)를 구비한다. 이러한 제1커넥터(184a)는 제2커넥터(184b)와의 결합이나 분리가 용이하여 배터리 모듈이나 배터리 교체에 대한 작업 효율을 향상시키도록 기능한다.
배터리 보호회로(185)는 한 쌍의 제2배선(20b) 중 하나의 배선 중간에 배치된다. 배터리 보호회로(185)는 퓨즈(Fuse)로 구현될 수 있다.
외부 스위치(186)는 한 쌍의 제2배선(20b) 중 나머지 하나의 배선 중간에 배치된다. 외부 스위치(186)는 배터리 모듈(18) 상에 노출되며 사용자의 조작에 따라 제2배선(20b)의 전기적인 도전성을 유지하거나 단절시키도록 기능한다. 이러한 외부 스위치(186)에 의하면, 수시간의 상대적으로 작은 사용시간을 갖는 배터리 전원을 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 자연재해 등의 각종 사고 발생 시 무정전 직관형 LED 램프를 스위치 조작에 의한 간헐적인 비상 조명으로 이용함으로써 그 사용시간을 수십 시간까지 연장하는 효과를 얻을 수 있다.
배터리 배선은 전술한 제1배선(20a), 제2배선(20b) 및 제3배선(20c)을 포함한다. 배터리 배선은 배터리 모듈에 사용되는 배선으로 절연전선이 이용되나, 이에 한정되지는 않는다.
본 실시예에서 충방전 제어회로(183), 제1커넥터(184a), 배터리 보호회로(185), 외부 스위치(186) 및 배터리 배선은 배터리 케이스(181)에 일체로 배치된다. 이러한 일체화된 구조를 이용하면, 방열 몸체에서 배터리 모듈을 분리하여 배터리를 간편하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 모듈의 고장 시 제1커넥터와 제2커넥터의 분리 구조에 의해 배터리 모듈을 새로운 배터리 모듈로 간단히 교체할 수 있고, 그에 의해 무정전 직관형 LED 램프의 신뢰성과 수명을 용이하게 확보하여 유지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 실시예에서 외부 스위치(186)를 배터리 케이스(181)의 접속부(1813)에 일체로 형성한 구조를 예시하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 본 실시예의 변형예에서 외부 스위치가 배터리 케이스(181)의 머리부(1812)에 탑재되어 제2 소켓의 개구부를 통해 외부에 노출되는 형태로 구현될 수 있다. 그 경우, 사용자는 외부 스위치의 조작을 위한 배터리 모듈(18)을 분리할 필요없이 형광등 외부에서 스위치를 간단히 조작하여 배터리 전원에 의한 조명 동작의 온오프를 제어하는 사용편의성을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프의 구동 회로는 전원회로(160), LED 구동회로(166) 및 충방전 제어회로(183)를 포함한다. 전원회로(160)와 LED 구동회로(166)는 제1전원회로에 대응하고, 충방전 제어회로(183)는 제2전원회로에 대응한다.
전원회로(160)는 보호회로, EMI(Electromagetic Interference) 필터, 공진형 트랜스포머(164), 정류회로(165) 및 평활회로를 구비한다.
보호회로는 상용 입력 교류 전원(예컨대, 약 85V ~ 265V)에서 과전류를 차단하고, 과전압(Overvoltage), 서지 전압(Surge voltage) 등의 이상 전압을 일정 전압 이하로 강압하기 위한 것으로서, 배전용 퓨즈(161)와 TVS(Transient Voltage Suppression) 소자(162)로 구현될 수 있다. TVS 소자(162)는 금속산화물 바리스터(Matal oxide varistor, MOV) 등으로 구현될 수 있다.
EMI 필터는 정상 동작 중에 상용 입력 교류 전원 상의 잡음 신호를 감소시키고 비정상 동작 중에 서지 펄스의 크기를 감소시키기 위한 것으로서, 전원 입력 단자 측에서 볼 때 보호회로의 후단에 연결되어 상용 입력 교류 전원의 두 전원선 모두에서 잡음을 감소시킬 수 있는 공통 모드 초크(Common mode choke)와 공통 모드 초크(163)의 출력측 양단에 병렬 연결되는 제1커패시터(C1)로 구현될 수 있다.
공진형 트랜스포머(164)는 입력단의 전원 회로와 출력단의 전원 회로를 분리하여 전원회로의 출력 전압이나 전류가 입력단에 의해 영향을 받는 것을 차단하기 위한 것으로서, EMI 필터의 후단에 연결되는 1차권선과 1차권선에 자기결합하는 2차권선으로 구현된다.
정류회로(165)는 교류 전원을 변환하여 직류 전원을 생성하기 위한 것으로서 공진형 트랜스포머(164)의 후단에 연결된다. 정류회로(165)는 4개의 다이오드 소자들을 전파 정류용 다이오드 브릿지(Bridge) 형태로 배치하거나 이러한 구조를 단일 소자로 구현한 브릿지 다이오드 등으로 구현될 수 있다.
평활회로는 정류회로(165)에서 출력되는 맥류 파형의 직류 전원을 평활(Even) 직류로 변환한다. 평활회로는 정류회로(165)의 후단에 직렬 연결되는 제1인덕터(L1)와, 정류회로(165)의 후단에 병렬 연결되는 제2커패시터(C2)와, 제1인덕터(L1)와 제2커패시터(C2)의 조합 회로에 병렬 연결되는 제3커패시터(C3)로 구현될 수 있다.
LED 구동회로(166)는 전원회로(160)에서 출력되는 입력 전원을 받고, LED 광원 모듈(12)에서 요구하는 순방향 전압(Forward voltage)에 대응하는 구동 전압을 출력한다. LED 구동회로(166)는 LED 광원 모듈(12)의 동작을 제어하기 위한 것으로, LED 광원 모듈(12)의 피드백 신호를 소정의 기준신호와 비교하여 구동 전압을 제어하도록 구현될 수 있다. 그 경우, 무정전 직관형 LED 램프의 효율을 높이고 역률을 개선하는 것이 가능하다.
또한, LED 구동회로(166)는 전원회로의 입력 전압을 충방전 제어회로(183)에 공급하고, 전원회로의 입력 전압 공급이 끊긴 경우에 충방전 제어회로(183)를 통해 배터리로부터 전원을 공급받고, 배터리 전원으로 LED 광원 모듈(12)을 구동하도록 구현된다. LED 구동회로(166)는 단일 구동 칩 형태로 구현될 수 있다.
충방전 제어회로(183)는 LED 구동회로(166)에 연결되며 LED 구동회로(166)에서 받은 입력 전원으로 배터리(30)를 충전한다. 물론, 배터리(30)가 만충전 상태일 때, 충방전 제어회로(183)는 LED 구동회로(166)의 입력 전원이 배터리(30)에 인가되는 것을 차단하도록 구현될 수 있다. 또한, 충방전 제어회로(183)는 센서(183a)를 통해 LED 구동회로(166)의 입력 전압을 감지하다가 입력 전압이 기준 전압보다 작을 때, 배터리(30)의 전원을 LED 구동회로(166)에 공급한다. 센서(183a)는 전압 분배에 의해 소정 지점의 전압을 검출하는 전압 분배 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 배터리(30)는 사이즈 12V 1200㎃h~2400㎃h, 완충시간 약 10시간, 완충회수 500회 이상, 과충전 및 과방전 보호회로 내장, 배터리 사용시간 수시간(예컨대, 약 1시간 ~ 4시간)인 것이 사용될 수 있다. 이러한 배터리(181)는 주위 온도, 충전전류, 방전빈도, 방전 시간 등에 의해 그 수명에 차이가 있으나 대략 4년 정도의 사용기간을 가질 수 있다.
배터리(181)의 수명이 짧지 않음에도 불구하고 무정전 직관형 LED 램프의 수명에 비하면 배터리(181)의 수명은 약 1/5에 불과하다. 따라서, 본 실시예에서는 전술한 카트리지 형태의 배터리 모듈을 통해 배터리를 간편하게 교체할 수 있는 무정전 직관형 LED 램프를 제공한다. 즉, 본 실시예의 무정전 직관형 LED 램프는 평상 시에는 상용전원을 사용하여 LED 광원을 점등하고 정전 시에는 배터리 전원을 사용하여 LED 광원을 점등하면서 무정전 직관형 LED 램프의 실질적 수명이 LED 칩에 준하는 수명을 유지할 수 있도록 구현된다.
전술한 실시예에 의하면, 정전시 420 ㏐의 밝기로 약 1.5 시간 이상을 점등하는 무정전 직관형 LED 램프를 제공할 수 있다. 특히, 외부 스위치(186)로 LED 광원 모듈(12)을 간헐적으로 작동하는 경우, 무정전 직관형 LED 램프를 4시간 이상 사용하는 것이 가능하다.
무정전 직관형 LED 램프의 사양을 예시하면 다음의 표 1과 같다.
Figure pat00001
전술한 실시예에서는 방열 몸체에 배터리 모듈을 착탈식으로 결합하는 구조를 갖는 무정전 직관형 LED 램프에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 배터리 모듈이 방열 몸체에 삽입된 상태로 고정되도록 구현될 수 있다. 그 경우의 실시예를 아래에서 설명하기로 한다.
도 6은 도 3의 무정전 직관형 LED 램프에 채용가능한 방열 몸체의 구조를 설명하기 위한 부분 사시도이다. 도 7은 도 6의 방열 몸체의 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프는 방열 몸체(11)의 개구부(111), 개구부(111)를 덮는 덮개(112) 및 이들 사이의 탄성부재(113)를 구비하며, 덮개(112)의 개방시 방열 몸체(11)의 중공부에 삽입되어 있는 배터리를 방열 몸체(11) 외부에 노출시켜 간편하게 교체할 수 있도록 구현된다.
개구부(111)는 위에서 설명한 배터리 모듈이 삽입되는 부분에 대응하는 위치에 마련된다. 개구부(111)는 반원기둥 형상의 방열 몸체(11) 중 일정 길이 부분에서 원호 부분의 적어도 일부분이 제거된 직사각형 윈도우 형태를 구비한다. 방열 몸체(11)의 길이 방향에서 개구부(111)의 길이는 현재 일반적으로 사용되고 있는 원통형 리튬이온 배터리(AA 또는 AAA 타입 등)의 하나의 길이보다 크고 소정 개수(예컨대, 3개)가 직렬 연결된 길이와 유사하거나 그보다 작을 수 있다.
덮개(112)는 개구부(111)와 유사한 모양 및 크기를 구비한다. 방열 몸체(11)는 방열 효과를 높이고 그립을 좋게 하기 위해 표면에 적절한 요철 구조를 구비하는데, 덮개(112) 또한 방열 몸체(11)와 동일한 형태의 요철 구조를 구비할 수 있다.
본 실시예에서 덮개(112)는 탄성부재(113)를 게재하고 개구부(111)를 덮도록 마련된다. 따라서, 덮개(112)는 개구부(111)의 가장자리에 비해 소정 간격 안쪽으로 이격된 가장자리(또는 크기)를 갖도록 설계된다.
덮개(112)는 방열 몸체(11)와 동일한 재료로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 동일한 재료로 형성하면, 직관 형태의 램프에서 개구부 영역에 실질적으로 동일한 외관이나 질감을 제공할 수 있다.
탄성부재(113)는 별도의 고정수단을 이용하지 않고 방열 몸체(11)의 개구부(111)에 덮개(112)를 착탈 가능하게 설치하면서 안정적으로 고정하기 위한 것이다. 탄성부재(113)는 덮개(112)의 외측 가장자리(112a)를 완전히 둘러싸는 링 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 탄성부재(113)는 폐곡선의 링 형태에서 일부분이 약간 절단되어 소정의 이격 간격을 갖는 유사 링 형태를 가질 수 있다.
본 실시예의 탄성부재(113)는 덮개(112)의 외측 가장자리(112a)가 삽입되는 제1홈(113a)과, 개구부(111)의 내측 가장자리(111a)가 삽입되는 제2홈(113b) 중 적어도 어느 하나를 구비한다. 제1홈(113a)과 제2홈(113b)의 단면 형상이나 깊이는 개구부(111)의 크기나 모양에 따라 혹은 탄성부재의 재료에 따라 적절히 설계될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 방열 몸체의 중공부에 배터리 모듈을 고정적으로 장착한 후, 배터리를 처음 삽입하거나 배터리를 교체할 때, 일정 힘 이상으로 덮개나 탄성부재를 잡아당겨 개구부에서 덮개를 분리하고 배터리를 장착 혹은 교환한 후 탄성부재가 끼우진 덮개를 개구부 위에 놓고 누름으로써 간편하게 배터리를 장착하거나 교환할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 도 3 내지 5의 배선 커넥터를 생략하고 배터리 모듈과 구동회로 모듈을 직접 연결하는 것이 가능하며, 그에 의해 부품수를 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
도 8은 도 3의 무정전 직관형 LED 램프에 채용가능한 방열 몸체의 다른 구조에 대한 부분 분해 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프는 방열 몸체(11)의 개구부(111), 개구부(111)를 덮는 덮개(112) 및 이들 사이의 탄성부재(113)를 구비하고, 방열 몸체(11)에 힌지 결합되어 있는 덮개(112)를 개방하여 방열 몸체(11)의 중공부(11a)에 삽입되어 있는 배터리 몸체의 배터리를 간편하게 교체하도록 구현된다.
본 실시예의 무정전 직관형 LED 램프는 덮개(112)와 방열 몸체(11)가 힌지 결합을 위한 구조를 구비하는 것을 제외하고 도 6 및 도 7을 참조하여 앞서 설명한 무정전 직관형 LED 램프의 구조와 동일할 수 있다.
힌지 결합을 위한 구조의 예시로서, 방열 몸체(11)는 개구부(111)의 일측과 일측의 반대측인 타측에 한 쌍의 제1홈(111b)을 구비한다. 덮개(112)는, 개구부(111)를 덮도록 배치될 때 한 쌍의 제1홈(111b)과 마주하는 두 측면들의 소정 위치에 한 쌍의 제1돌기(112b)를 구비한다. 제1돌기(112b)는 제1홈(111b)에 삽입되어 덮개(112)가 방열 몸체(11)에 대하여 힌지 운동하도록 기능한다.
또한, 힌지 결합을 위한 구조의 보완적인 요소로서, 개구부(111) 일측 가장자리에서 방열 몸체(11)와 덮개(112) 사이에 게재되는 탄성부재(113)를 더 구비할 수 있다. 본 실시예의 탄성부재(113)는 제1홈(113a) 및/또는 제2홈(113b)을 구비하고 덮개(112)의 가장자리를 둘러싸는 링 형태와 달리 덮개(112)의 일측 가장자리에 배치되는 막대 형태(혹은 H-빔 형태)를 가진다.
본 실시예에 의하면, 방열 몸체의 중공부에 삽입되는 배터리 모듈을 이용하여 배터리를 장착할 때, 반원기둥 형태의 방열 몸체에 힌지 결합 구조를 갖는 덮개를 이용하여 간편하게 배터리 모듈을 방열 몸체 외부에 노출시켜 배터리를 장착하거나 교체할 수 있다.
한편, 전술한 실시예들의 덮개 고정 구조 외에 나사 등의 체결 수단을 이용하여 개구부를 덮는 덮개를 방열 몸체에 고정하는 것이 가능하며, 이러한 다양한 고정 구조는 전술한 제2전원회로에서 제1전원회로의 입력 전압을 감지하여 배터리 전원을 LED 광원 모듈에 공급하는 구성과 후술하는 배터리 팩의 고정 구조와 함께 본 발명의 실시예의 변형예에 적절히 채용될 수 있다.
또 한편, 전술한 실시예들에서는 배터리 모듈을 방열 몸체에 착탈식으로 결합하거나 고정식으로 결합하는 구조를 갖는 무정전 직관형 LED 램프에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 배터리 케이스를 생략한 배터리 모듈이 방열 몸체의 중공부에 착탈식으로 삽입 고정되도록 구현될 수 있다. 이러한 경우에 대한 실시예를 아래에서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프의 분해 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 무정전 직관형 LED 램프(10a)는, 방열 몸체(11), LED 광원 모듈(12), 배터리 모듈(13), 램프 소켓(14), 확산 커버(15), 구동회로 모듈(16) 및 배터리 모듈(18a)을 포함한다.
본 실시예의 무정전 직관형 LED 램프(10a)에서 방열 몸체(11), LED 광원 모듈(12), 배터리 모듈(13), 램프 소켓(14), 확산 커버(15) 및 구동회로 모듈(16)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 무정전 직관형 LED 램프(10)의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하다. 특히, 방열 몸체(11)는 도 7 또는 도 8의 개구부와 덮개 구조를 구비한다. 도 9에서는 방열 몸체의 도시의 편의상 생략되어 있다.
본 실시예에서 배터리 모듈(18a)은 배터리 팩(30a), 충방전 제어회로(183), 센서(183a), 배선 커넥터(184), 배터리 보호회로(185), 배터리 배선(20a, 20b, 20c) 및 고정부재(40)를 구비한다.
충방전 제어회로(183), 센서(183a), 배선 커넥터(184), 배터리 보호회로(185) 및 배터리 배선(20a, 20b, 20c)은 도 1 내지 3을 참조하여 앞서 설명한 무정전 직관형 LED 램프(10)의 배터리 모듈의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로 그것들에 대한 상세 설명은 생략한다.
배터리 팩(30a)은 적어도 하나 이상의 충방전 가능한 배터리를 배터리의 양극과 음극에 접촉하는 단자(예컨대, 제1단자, 제2단자, 제3단자)와 함께 필름으로 압착 포장된 것을 지칭한다. 배터리 팩(30a)에 결합된 단자는 제1배선(20a)를 통해 충방전 제어회로(183)에 연결된다. 이러한 배터리 팩(30a)은 배터리의 부피와 유사한 부피를 가지므로 소형화 및 경량화에 유리하다.
고정부재(40)는 배터리 팩(30a)이 배선 커넥터(184)에 의해 구동회로 모듈(16)로부터 착탈 가능하게 설치될 때 배터리 팩(30a)을 방열 몸체(11)의 중공부(11a)에 고정적으로 삽입하기 위한 것이다. 고정부재(40)는 배터리 팩(30a)의 적어도 일부분을 부분적으로 감싸도록 배치된다. 예를 들어, 고정부재(40)는 둥근 막대 형상의 배터리 팩(30a)을 링 형태로 감싸거나 샌드위치 형태로 감싸거나 나선형으로 감싸도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 배터리 팩(30a)이 방열 몸체(11)의 중공부(11a)에 삽입될 때, 배터리 팩(30a)은 배터리 팩(30a)과 중공부(11a) 내벽 사이에 배치되는 고정부재(40)의 탄성력에 의해 중공부(11a) 내에 고정적으로 삽입될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 무정전 직관형 LED 램프에서 개구부 및 덮개 구조와 함께 간소화된 배터리 모듈(18a)을 이용하여 방열 몸체의 중공부 내에 배터리를 고정적으로 삽입할 수 있을 뿐 아니라 개구부를 통해 배터리의 교체를 간편하고 효율적으로 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 실시 예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 10a: 무정전 직관형 LED 램프 11: 방열 몸체
118: 내부 요철 슬릿 119: 외부 측면 슬릿
12: LED 광원 모듈 122: LED 패키지
124: 인쇄회로기판 126: 연결선
127: 반사층 13: 배터리 모듈
14: 램프 소켓 141: 제1소켓
142: 제2소켓 143: 전원 입력 단자
144: 더미 단자 145, 146: 홀
15: 확산 커버 151, 152: 날개부
16: 구동회로 모듈 17: 절연성 필름
18, 18a: 배터리 모듈 20: 배선
30: 배터리 30a: 배터리 팩

Claims (20)

  1. 반원기둥 형상의 방열 몸체;
    상기 방열 몸체의 일면 상의 LED 광원 모듈;
    원호 단면 형상을 구비하고 상기 LED 광원 모듈을 덮으며 상기 방열 몸체와 결합하여 둥근 막대 형태를 형성하는 확산 커버;
    상기 방열 몸체의 중공부에 수납되며 상기 LED 광원 모듈에 연결되는 구동회로 모듈;
    상기 구동회로 모듈에 착탈가능하게 연결되며 충방전가능한 배터리를 수납하는 배터리 모듈; 및
    상기 방열 몸체의 길이 방향의 말단부에 배치된 전원 입력 단자들을 구비하는 램프 소켓;
    을 포함하는 무정전 직관형 LED 램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 방열 몸체의 중공부에 착탈가능하게 삽입되며 상기 배터리가 착탈가능하게 수납되는 안착공간을 구비하는 배터리 케이스;
    상기 배터리 케이스의 상기 안착공간에 노출되고 상기 배터리가 수납될 때 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 배터리 단자;
    상기 배터리 단자와 상기 구동회로 모듈을 연결하는 배터리 배선; 및
    상기 배터리 배선의 중간 부분에 배치되고, 상기 배터리 단자에 연결되는 제1커넥터 및 상기 구동회로 모듈에 연결되며 상기 제1커넥터와 착탈가능하게 결합하는 제2커넥터를 구비하는 배선 커넥터;
    를 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 배선이 상기 배터리 단자에 연결되는 제1배선과, 상기 제2커넥터에 연결되는 제2배선을 구비할 때, 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 배치되고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어회로를 더 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 충방전 제어회로는 상기 제2배선으로 인가되는 입력 전압 또는 입력 전류를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 감지되는 상기 입력 전압 또는 입력 전류가 기준 전압 또는 기준 전류보다 작을 때, 상기 배터리의 전원을 상기 구동회로 모듈에 공급하도록 동작하는 무정전 직관형 LED 램프.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 제2배선의 중간에 직렬 연결되는 배터리 보호회로 및 스위치를 더 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1커넥터, 상기 충방전 제어회로, 상기 배터리 보호회로 및 상기 스위치 중 적어도 어느 하나는 상기 배터리 케이스에 일체로 탑재되는 무정전 직관형 LED 램프.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프 소켓은 상기 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 상기 방열 몸체에서 상기 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고,
    상기 제2소켓은 상기 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며,
    상기 배터리 모듈은 상기 제2소켓과 일체로 결합하는 무정전 직관형 LED 램프.
  8. 반원기둥 형상의 방열 몸체;
    상기 방열 몸체의 일면 상의 LED 광원 모듈;
    원호 단면 형상을 구비하고 상기 LED 광원 모듈을 덮으며 상기 방열 몸체와 결합하여 둥근 막대 형태를 형성하는 확산 커버;
    상기 방열 몸체의 중공부에 수납되며 상기 LED 광원 모듈에 연결되는 구동회로 모듈;
    상기 구동회로 모듈에 연결되며 충방전가능한 배터리를 착탈가능하게 수납하는 배터리 모듈;
    상기 방열 몸체의 길이 방향의 말단부에 배치된 전원 입력 단자들을 구비하는 램프 소켓;
    상기 배터리를 상기 방열 몸체 외부에 노출시키는 상기 방열 몸체의 개구부;
    상기 개구부를 덮는 덮개; 및
    상기 덮개를 상기 개구부 상에 고정하는 체결부재;
    를 포함하는 무정전 직관형 LED 램프.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 방열 몸체의 중공부에 삽입되어 고정되며 상기 배터리가 착탈가능하게 수납되는 안착공간을 구비하는 배터리 케이스;
    상기 배터리 케이스의 상기 안착공간에 노출되고 상기 배터리가 수납될 때 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 배터리 단자; 및
    상기 배터리 단자와 상기 구동회로 모듈을 상호 연결하는 배터리 배선;
    을 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 체결부재는, 상기 개구부의 가장자리와 상기 덮개 가장자리 사이에 끼워지는 탄성부재를 포함하는 무정전 직관형 LED 램프.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 덮개는 제1돌기를 구비하고, 상기 개구부 가장자리에 배치되는 상기 방열 몸체의 제1홈과 결합하여 힌지 운동하는 무정전 직관형 LED 램프.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프 소켓은 상기 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 상기 방열 몸체에서 상기 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고,
    상기 제2소켓은 상기 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며,
    상기 배터리 모듈은 상기 제2소켓과 일체로 결합하는 무정전 직관형 LED 램프.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 배선이 상기 배터리 단자에 연결되는 제1배선과, 상기 제2커넥터에 연결되는 제2배선을 구비할 때, 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 배치되고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어회로를 더 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 충방전 제어회로는 상기 제2배선으로 인가되는 입력 전압 또는 입력 전류를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 감지되는 상기 입력 전압 또는 입력 전류가 기준 전압 또는 기준 전류보다 작을 때 상기 배터리의 전원이 상기 구동회로 모듈에 공급되도록 동작하는 무정전 직관형 LED 램프.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 제2배선의 중간에 직렬 연결되는 배터리 보호회로를 더 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  16. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 방열 몸체의 중공부에 착탈가능하게 삽입되는 배터리 팩;
    상기 배터리 팩과 제1배선을 통해 연결되는 충방전 제어회로;
    상기 충방전 제어회로와 제2배선을 통해 연결되며 상기 구동회로 모듈의 제2커넥터와 착탈가능하게 결합하는 제1커넥터; 및
    상기 방열 몸체의 중공부 내에서 상기 배터리 팩을 지지하는 고정부재;
    를 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 배터리 팩을 적어도 부분적으로 둘러싸는 탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 방열 몸체의 중공부와 상기 배터리 팩 사이에서 탄성적으로 압축되는 무정전 직관형 LED 램프.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 램프 소켓은 상기 전원 입력 단자를 구비한 제1소켓과, 상기 방열 몸체에서 상기 제1소켓의 반대측에 위치하는 제2소켓을 구비하고,
    상기 제2소켓은 상기 전원 입력 단자와 동일한 형태의 더미 단자를 구비하며,
    상기 배터리 팩은 상기 제2소켓과 일체로 결합하는 무정전 직관형 LED 램프.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2소켓은 상기 배터리 팩을 안착시키기 위한 안착공간을 포함한 내부 돌출 구조를 구비하는 무정전 직관형 LED 램프.
  20. 청구항 1 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 구동회로 모듈은 상기 전원 입력 단자들과 상기 LED 광원 모듈에 연결되는 제1전원회로를 포함하고,
    상기 배터리 모듈은 상기 제1전원회로로부터 상기 배터리로 인가되는 입력 전압이 기준 전압보다 작을 때 상기 배터리의 전원을 상기 LED 광원 모듈에 공급하는 제2전원회로를 포함하는 무정전 직관형 LED 램프.
KR1020140057170A 2014-05-13 2014-05-13 무정전 직관형 ｌｅｄ 램프 KR20150130076A (ko)

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