KR20160076276A - Ｌｅｄ 모듈 - Google Patents

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KR20160076276A
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현진
박진우
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엘지전자 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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Abstract

본 실시예의 LED 모듈은 LED 소자가 형성된 기판과, 상기 LED 소자로 공급할 전원을 제공하는 전원부에 연결 가능한 제 1 양극 단자와, 상기 전원부에 연결 가능한 제 1 음극 단자와, 상기 LED 소자와 연결되는 제 2 음극 단자와, 상기 제 1 음극 단자와 연결되는 제 2 양극 단자를 포함하고, 상기 제 2 양극 단자와 제 2 음극 단자는 선택적으로 연결 가능하다.

Description

ＬＥＤ 모듈{ＬＥＤ module}
본 발명은 적어도 하나 이상의 LED를 포함하는 LED 모듈에 대한 것으로서, 해당 LED 모듈들을 연결하는 것에 의하여 다양한 개수의 LED 패키지를 구성시킬 수 있는 장치에 대한 것이다.
LED 소자를 광원으로 하는 조명은 소비전력이 낮고 그 수명기간이 길기 때문에, 점차 시장에 침투하는 속도가 빨라지고 있다. 그 중에서도, 최근 주목받고 있는 것이 자동차의 차재 LED 조명과, 건물 등의 분야의 매립 조명에서도 LED 조명으로의 전환이 이루어지고 있다.
일반적으로, LED 소자는 PCB 기판 상에 실장되고, 상기 LED 소자로 전류를 인가함으로써, LED 발광이 이루어지도록 한다.
도 1과 도 2는 LED 소자가 PCB에 형성되어 있는 모듈의 구조를 보여주는 예이다.
도 1을 참조하면, LED 소자들(21,22,23)을 직렬로 연결하고, LED 소자의 애노드측에 양극 단자(11)를 연결하고, LED 소자의 캐소드 측에 음극 단자(12)를 연결한다.
그리고, 양극 단자(11)와 음극 단자(12) 사이에 전원을 연결하고, LED 소자의 애노드로부터 캐소드로 전류가 흐르게 되면서, LED 소자들의 발광이 이루어진다.
그러나, 이와 같이 직렬 배치된 LED 소자들을 PCB(10)에 구성시키는 구조에서는, 필요에 따라 LED 소자의 개수를 변경하는 것은 PCB 설계의 변경을 가져온다. 즉, 도 1의 경우처럼, PCB(10)에 3개의 LED 소자가 구성되는 경우에, 해당 LED 모듈의 설치 장소에 따라 4개 이상의 LED가 설치되어야 하는 경우라면, PCB(10)에 4개 이상의 LED 소자가 구성되어 있는 모듈을 준비하여야만 한다.
또한, 도 2의 경우는, 양극 단자(11)와 음극 단자(12) 사이에 제 1 LED 그룹(21,22,23)과, 제 2 LED 그룹(31,32,33)이 병렬로 연결되고, LED 그룹들 내의 LED 소자들은 각각 직렬로 연결되는 구조이다.
즉, 제 1 LED 그룹을 구성하는 LED 소자들(21,22,23)은 상호간에 직렬로 연결되고, 제 2 LED 그룹을 구성하는 LED 소자들(31,32,33) 역시 상호간에 직렬로 연결된다. 그리고, 제 1 LED 그룹과, 제 2 LED 그룹은 상호간에 병렬로 연결된다.
이 경우, 하나의 양극 단자와 음극 단자만으로, 6개의 LED 소자들을 제어할 수 있으나, 도 1의 경우와 마찬가지로, LED 소자의 개수를 변경하는 것은 PCB 설계 변경없이 불가능하다.
본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, LED 소자의 개수를 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있도록 확장성이 용이한 LED 모듈을 제안하고자 한다.
그리고, LED 모듈들의 결합이 용이해지도록, LED 모듈들 사이의 결합이 방향성을 갖을 필요가 없는 LED 모듈을 제안하고자 한다.
본 실시예의 LED 모듈은 LED 소자가 형성된 기판과, 상기 LED 소자로 공급할 전원을 제공하는 전원부에 연결 가능한 제 1 양극 단자와, 상기 전원부에 연결 가능한 제 1 음극 단자와, 상기 LED 소자와 연결되는 제 2 음극 단자와, 상기 제 1 음극 단자와 연결되는 제 2 양극 단자를 포함하고, 상기 제 2 양극 단자와 제 2 음극 단자는 선택적으로 연결 가능하다.
그리고, 상기 제 2 음극 단자는 상기 LED 소자를 기준으로 상기 제 1 양극 단자와 대칭되도록 배치된다.
그리고, 상기 제 1 양극 단자와 제 2 양극 단자는 상기 기판에서 대각 방향으로 장착된다.
그리고, 상기 제 1 음극 단자와 제 2 음극 단자는 상기 기판에서 대각 방향으로 장착된다.
제안되는 실시예의 LED 모듈에 의하면, 단위 LED 모듈 내에 구성되는 LED 소자의 개수가 결정되더라도, LED 모듈드을 상호 연결시킴으로써, 조명시키고자 하는 LED 소자의 개수를 자유롭게 변경할 수 있는 장점이 있다.
또한, LED 소자의 개수를 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있도록 확장성이 용이한 장점이 있으며, 그 결합 역시 LED 모듈들 사이의 결합이 방향성을 갖을 필요가 없어 결합시에 장착 효율이 우수한 장점이 있다.
도 1과 도 2는 LED 소자가 PCB에 형성되어 있는 모듈의 구조를 보여주는 예이다.
도 3은 본 실시예의 LED 모듈의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단위 LED 모듈을 복수개 연결한 경우를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단위 LED 모듈을 복수개 연결한 경우를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부되는 도면과 함께 자세히 설명하여 본다.
도 3은 본 실시예의 LED 모듈의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예의 LED 모듈은 PCB 기판(110) 상에 복수 개의 LED 소자들이 배치되며, 이들 LED 소자들로 전원을 공급하기 위한 전원부(101)를 포함한다.
특히, 실시예의 LED 모듈이 복수개 제공되는 경우에는, LED 모듈들을 연결하는 개수에 따라 조명되는 LED 소자의 개수를 선택할 수 있다.
이러한 연결 구조를 달성하기 위하여, 실시예의 단위 LED 모듈은 두 쌍의 전극 단자들이 마련되고, 기판(110) 상에 배치되는 LED 소자들은 두 쌍의 단자들 중 어느 한쌍이 전원부에 연결되면 발광하도록 마련된다.
상세히, 상기 기판(110)에는 LED 소자들로 전류가 전달되도록 전원부(101)와 연결되는 전극 단자들이 마련되며, 예를 들면, 제 1 양극 단자(111) 및 제 2 양극 단자(112)와, 제 1 음극 단자(121) 및 제 2 음극 단자(122)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 양극 단자(110) 및 제 2 음극 단자(122) 사이에만 LED 소자가 구성되는 경우에, 상기 제 1 양극 단자(110) 및 제 2 음극 단자(122) 사이는 LED 소자 전류 공급 라인으로 정의될 수 있다. 그리고, 이 경우, 제 2 양극 단자(112)와 제 1 음극 단자(121) 사이는 전류 회귀 라인으로 정의될 수 있다.
상기 전극 단자들은 기판 상에서 상호 원점 대칭이 되는 위치에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 제 1 양극 단자(111)가 기판(110)의 제 1 영역에 형성된 경우에, 제 2 양극 단자(112)는 기판의 중심을 기준으로 원점 대칭되는 제 2 영역에 형성될 수 있다.
그리고, 이 경우, 제 1 음극 단자(121)가 기판(110)의 제 3 영역에 형성된 경우에, 제 2 음극 단자(122)는 기판의 중심을 기준으로 원점 대칭되는 제 4 영역에 형성될 수 있다.
다른 표현으로는, 상기 제 1 양극 단자(111)와 제 2 양극 단자(112)는 기판 상에서 서로 대각 방향으로 마련되고, 제 1 음극 단자(121) 및 제 2 음극 단자(122)도 서로 대각 방향으로 장착된다.
도 3에 도시된 단위 LED 모듈이 2이상 상호 연결되는 경우에, 단자들 사이의 연결이 원활히 이루어지도록 하기 위하여, 상기 단자들은 기판(110)의 네 모서리측에 마련될 수 있다.
또한, 이들 단자들중 전원부(101)와 연결되어야 하는 단자가 결정되어 있는 것은 아니며, 실시 양태에 따라 전원부(101)의 양극과 음극에 각각 연결되는 전극 단자가 변경될 수 있다.
도 3에서는, 전원부(101)의 양극에 제 1 양극 단자(111)가 연결되고, 전원부(101)의 음극에는 제 1 음극 단자(121)가 연결되는 경우가 도시되어 있다. 그러나, 상기 전원부(101)에 제 2 양극 단자(112)와 제 2 음극 단자(122)가 연결되거나, 제 1 양극 단자(111)와 제 2 음극 단자(122)가 연결되는 경우도 LED 소자의 발광이 이루어질 수 있다.
다만, 도 3의 경우와 같이, 단일의 LED 모듈만을 사용하는 경우에는, 전원부(101)에 접속되지 않는 단자들(112,122)은 도전체의 와이어(130)로 상호간에 전기적인 연결이 이루어져야 한다.
2쌍의 전극 단자들이 단위 LED 모듈에 구성되고, LED 소자로 전류를 제공하는 전원부(101)에 연결되는 단자의 위치가 제한되지 않기 때문에, 다양한 방법으로 단위 LED 모듈들을 연결할 수 있다.
단위 LED 모듈에 마련되는 LED 소자에 대해서 자세히 설명하여 본다.
기판(110)에는 적어도 하나 이상의 LED 소자가 구성되며, LED 소자는 제 1 양극 단자(111)와 제 2 음극 단자(122) 사이에 연결되거나, 제 2 양극 단자(112)와 제 1 음극 단자(121) 사이에 연결된다. 도 3에는 복수개의 LED 소자들이 제 1 양극 단자(111)와 제 2 음극 단자(122) 사이에 구성되는 경우가 도시되어 있다.
상세히, 실시예의 LED 소자는, 제 1 LED 그룹(210)과, 제 2 LED 그룹(220)을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 LED 그룹(210,220)은 적어도 하나 이상의 LED 소자를 포함하며, 상호간에 직렬로 연결된다.
그리고, 상기 제 1 LED 그룹(210)을 구성하는 복수개의 LED 소자들(211,212,213)은 상호간에 병렬로 연결되고, 제 2 LED 그룹(220)을 구성하는 LED 소자들(221,222,223) 역시 상호간에 병렬로 연결된다. 실시예에서는, 각각의 LED 그룹을 3개의 LED 소자로 구성시킨 경우가 도시되어 있으나, LED 소자의 개수는 다양하게 변경가능할 것이다.
이와 같이, 단위 LED 모듈이 6개의 LED 소자를 포함하는 경우에, 단위 LED 모듈들을 복수개 연결시키는 것에 의하여, 12개의 LED 소자가 하나의 신호로 제어되거나, 18개의 LED 소자가 하나의 신호로 제어될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따라, 기판에 마련되는 전극 단자들이 원점 대칭을 갖도록 형성되는 것에 의하여, 단위 LED 모듈들 사이의 연결시에, 연결 방향성을 반드시 갖지 않아도 된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단위 LED 모듈을 복수개 연결한 경우를 도시한 도면이다.
도 4에는, 제 1 LED 모듈(100)과, 제 2 LED 모듈(200)이 연결됨으로써, 12개의 LED 소자들이 함께 제어되는 경우가 도시된다.
앞서 설명한 바와 같이, LED 모듈 각각은 기판(110)의 일측에 양극 단자와, 음극 단자가 상하로 배치되고, 기판(110)의 타측에도 양극 단자와 음극 단자가 상하로 배치된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 LED 모듈들(100,200)을 동일한 방향으로 나란히 위치시키는 경우에, 제 1 LED 모듈(100)의 우측에 형성된 양극 단자 및 음극 단자가, 제 2 LED 모듈(200)의 좌측에 형성된 음극 단자 및 양극 단자에 대향하게 된다.
즉, 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 양극 단자(112)가 제 2 LED 모듈(200)의 제 1 음극 단자(221)에 대향하고, 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 음극 단자(122)가 제 2 LED 모듈(200)의 제 1 양극 단자(211)에 대향한다.
이와 같은 배치로 LED 모듈들이 연결되는 경우에, 제 1 LED 모듈(100)의 제 1 양극 단자(111)와 제 1 음극 단자(121)는 전원부(101)에 연결되고, 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 양극 단자(112)와 제 2 음극 단자(122)는 제 2 LED 모듈(200)과 연결된다.
그리고, 상기 제 2 LED 모듈(200)의 제 1 양극 단자(211)와 제 1 음극 단자(221)는 상기 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자에 연결된다. 그리고, 상기 제 2 LED 모듈(200)의 제 2 양극 단자(212)와 제 2 음극 단자(222)는 전기적 연결을 위하여 사용자가 도전체의 제 3 와이어(133)를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 LED 모듈(100)과 제 2 LED 모듈(200) 사이의 연결 역시 도전체의 제 1 및 제 2 와이어(131,132)로 연결될 수 있다.
그러나, 본 발명의 사상에 따르면, 단위 LED 모듈들을 상호 연결시키기 위하여, 양극 단자와 음극 단자들의 위치를 사용자가 반드시 확인하지 않아도 전기적인 연결이 가능하다. 이에 대한 설명은 도 5를 참조하여 본다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단위 LED 모듈을 복수개 연결한 경우를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 LED 모듈의 결합은, 도 4에 도시된 제 1 실시예와 비교하여 제 2 LED 모듈(200)의 제 2 양극 단자(211) 및 제 2 음극 단자(221)가 제 1 LED 모듈측에 결합되는 경우이다. 즉, 본 실시예의 LED 모듈들을 복수개 연결하고자 하는 경우에, 사용자는 도 4에 도시된 바와 같이 LED 모듈들을 동일한 방향과 위치로 결합하는 경우도 있으나, 도 5의 경우와 같이 LED 모듈들의 방향이 서로 상이하더라도, 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
상세히, 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 양극 단자(122)에 제 2 LED 모듈(200)의 제 2 음극 단자(222)가 연결되고, 제 1 LED 모듈(100)의 제 2 음극 단자(122)에 제 2 LED 모듈(200)의 제 2 양극 단자(212)가 연결되도록, LED 모듈들을 배치한 경우이다.
도 4와 같은 결합 위치에서, 제 2 LED 모듈(200)이 좌우 및 상하 반전이 된 상태에서 제 1 LED 모듈(100)에 결합하는 경우이다. 이와 같이, 단위 LED 모듈들을 결합시키는 때에, 그 결합 방향을 서로 달리 형성하더라도, 양극 단자 및 음극 단자 사이의 전기적인 연결이 모두 가능하므로, 결합에 대한 방향성에 제한이 없는 장점이 있다.
이 경우에도, 제 1 LED 모듈의 양극 및 음극 단자(112,122)와, 제 2 LED 모듈의 양극 및 음극 단자(212,222) 사이에는 도전체의 와이어(131,132)로 연결되도록 하고, 상기 제 2 LED 모듈의 제 1 양극 단자(211) 및 제 1 음극 단자(221)는 다른 LED 모듈에 결합되거나, 도전체의 와이어(133)로 연결된다.
그리고, 제 1 LED 모듈(100)의 제 1 양극 단자(111) 및 제 1 음극 단자(121)가 전원부(101)에 연결되면, 상기 전원부(101)에서 공급되는 전류는 제 1 LED 모듈 내의 LED 소자들과, 제 2 LED 모듈 내의 LED 소자들로 공급되는 구조가 형성된다.
실시예에서는, 단위 LED 모듈 내에 6개의 LED 소자가 구성되는 경우로 설명하였으나, 그 단위 개수의 변경은 당연히 가능하다. 그리고, 단위 LED 모듈 내에 구성되는 LED 소자의 개수가 결정되더라도, LED 모듈드을 상호 연결시킴으로써, 조명시키고자 하는 LED 소자의 개수를 자유롭게 변경할 수 있는 장점이 있다.
101 : 전원부 110 : 기판
111, 211 : 제 1 양극 단자 121, 221 : 제 1 음극 단자
112, 212 : 제 2 양극 단자 122, 222 : 제 2 음극 단자

Claims (6)

  1. LED 소자가 형성된 기판과,
    상기 LED 소자로 공급할 전원을 제공하는 전원부에 연결 가능한 제 1 양극 단자와,
    상기 전원부에 연결 가능한 제 1 음극 단자와,
    상기 LED 소자와 연결되는 제 2 음극 단자와,
    상기 제 1 음극 단자와 연결되는 제 2 양극 단자를 포함하고,
    상기 제 2 양극 단자와 제 2 음극 단자는 선택적으로 연결 가능한 LED 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 음극 단자는 상기 LED 소자를 기준으로 상기 제 1 양극 단자와 대칭되도록 배치되는 LED 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 양극 단자와 제 2 양극 단자는 상기 기판에서 대각 방향으로 장착되는 LED 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 음극 단자와 제 2 음극 단자는 상기 기판에서 대각 방향으로 장착되는 LED 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 소자는 복수개 마련되고,
    적어도 하나 이상의 LED 소자를 포함하는 제 1 LED 그룹과, 제 2 LED 그룹을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 LED 그룹들을 구성하는 LED 소자들은 서로 병렬로 연결되는 LED 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 LED 그룹은 상기 제 1 양극 단자 및 제 2 음극 단자 사이에 구성되고,
    상기 제 1 LED 그룹과 제 2 LED 그룹은 직렬로 연결되는 LED 모듈.
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