KR20200013564A

KR20200013564A - 무선전력 led 램프용 안정기 및 무선전력 led 조명부가 구비된 무선 led 등기구 장치

Info

Publication number: KR20200013564A
Application number: KR1020180117603A
Authority: KR
Inventors: 문복룡
Original assignee: 문복룡
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2020-02-07
Also published as: KR102127710B1

Abstract

본 발명은 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 무선송전코일이 연결된 전자식 안정기와 무선수전코일이 연결된 무선전력전송 수신부가 있는 LED 조명부의 상기 무선송전코일과 무선수전코일이 페라이트 차단판 및 금속판상에 2중으로 배치되어 자기장이 일방향이 차단되어 효율적으로 전류를 송수신하고 전자파를 차단하는 것이 가능하게 되고, OTP(Over Temperature Protection)를 통하여 회로를 보호하여 고열상태로 발열되지 않으므로 방열판이 필요하지 않게 되어 구조적으로 간단하고 제조비용이 절감되고 안정적인 작동이 가능하게 되고 사용수명이 연장되며, FOD(Foreign Object Detection)는 무선으로 송수신하는 코일사이에 이물질이 삽입된 것을 감지하여 무선전력전송에 대한 이물질에 의한 위험을 제거하고 무선송수전효율이 제고되고 열전도 특성이 좋은 에폭시수지가 몰딩처리되어 방수 및 방열성능이 향상되고 수분이나 온도에 의한 성능 열화 개선 및 회로손상을 보호하고, LED 전등용 PFC(Power Factor Correction)를 안정기에 적용하여 전류의 지연위상이 극복되어 전압과 동일한 위상을 갖게 되므로 역률이 개선되어 전력의 효율적인 이용이 가능하게 되고 SMPS부와 무선전력전송 회로부가 별도로 분리되고 복층으로 적층되어 제조가 용이하고 크기가 대폭적으로 줄어들게 되어 좁은 공간에도 설치가가능하게 되어 공간활용율을 제고할 수가 있고 제조가가 저렴하게 되는 것이 가능한 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치에 관한 것이다.

Description

무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치{Wireless LED lamp fixture for wireless power LED lamps and wireless LED lighting fixtures with wireless power LED lighting}

요즘에는 대부분의 가정이나 사무실에서 형광등을 조명기구로 사용하고 있으며, 이러한 형광등은 진공 유리관에 수은 및 아르곤 가스를 주입하고 유리관 내벽에 형광물질을 도포하여 수은 방전으로 생기는 자외선이 형광물질을 자극하여 가시광선으로 바뀌는 것을 이용한 조명기구로서, 이러한 형광등은 백열등에 비해 소비전력이 1/3이며, 효율이 좋고, 3000시간의 긴 수명시간을 갖는다.

그러나 인가되는 전압이 높은 경우, 형광등에서 흑화현상이 진행되어 수명이 짧아지고, 낮은 전압이 인가되는 경우 형광등이 점등되지 않는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 가진 형광등 대신에 최근에는 저 전력, 장 수명, 및 친환경성의 장점을 갖는 LED를 광원으로 많이 사용하고 있다.

이러한 LED는 다른 광원들과 달리 수은이 함유되지 않은 친환경 광원으로, 휴대폰용 백라이트, LCD TV용 백라이트, 차량용 램프, 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광받고 있으며, 또한, LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나고, 현재 사용되고 있는 형광등이나 백열등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나며, 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안전성이 뛰어나므로 조명등으로의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

이러한 LED등기구(A)는 더욱 진화되어 무선으로 전력을 송수신하는 무선전력공급형 LED등기구(A)가 제안되고 있으며, 이러한 무선전력공급형 LED등기구(A)는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 내부에 교류전원에 연결되어 1차 직류전원으로 변환하는 무선전력 송전코일부(101)가 수납되고 자석(102b)이 부착된 상부수납커버(102)와, 상기 무선전력 송전코일부(101)의 하부에 배치되어 상기 자석(102b)과 협동되게 부착되도록 저면에는 고정자석(103b)이 설치되고 연장부(103a)가 형성된 하부수납커버(103)가 구비된 무선전력 송전모듈부(100)와, 상기 무선전력 송신모듈부(100)와 근접되게 하부에 착탈가능하게 배치되며 상기 무선전력 송전모듈부(100)로부터 유도된 기전력을 수신하는 무선전력 수전코일부(122)가 구비되고 무선통신모듈(124)이 구비되고 다수의 LED(121)가 설치된 LED조명판(200)과, 상기 LED조명판(200)의 하부에 배치되며 LED(121)에서 발산되는 빛을 분산시키고 상기 연장부(103a)에 고정되는 조명갓(300)을 포함한다.

상기 무선전력공급형 LED등기구(A)는, 상기 상부수납커버(102)와 하부수납커버(103)가 자석(102b)(103b)에 의하여 부착고정되는 구조이므로 상기 자석이 자력을 상실하면 상하부수납커버(102,103)의 연결이 해제되어 하부로 추락하거나 어떤 물체에 부딪히거나 하면 상하부수납커버(102,103)의 연결이 해제되어 하부로 추락하게 되는 문제점이 있어, 자석(102b)(103b)에 의한 결합이 편리한 점은 있으나 반대로 하부수납커버(103)가 낙하할 수 있게 되는 항상 해제의 위험이 상존하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 상기 무선전력공급형 LED등기구(A)는, 교류전원에 접속된 무선전력 송전코일부(101)와, 상기 무선전력 송전코일부(101)로부터 유도된 기전력을 수신하는 무선전력 수전코일부(122)가 아무런 전자파와 자기장을 차폐시키는 기구가 없이 그대로 외부에 노출되어 있는 상태이므로 상기 자기장에 의한 노이즈가 발생되어 등기구내의 전자기기부품을 오작동하게 하고 전자파에 의한 인체에 유해한 효과가 발생되게 되고 상기 무선전력 송전코일부(101)에서 무선전력 수전코일부(122)로 전달되는 전류의 방해가 많이 발생되므로 그 전달효율이 높지 못해 전력의 손실이 크게 되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 이러한 무선전력공급형 LED등기구(A)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 무선송전모듈부(100)와 LED조명부(200)가 각기 별도로 작동되는 2개가 서로 개별적으로 작동되는 구조이므로, LED조명부와 무선송전모듈부가 서로 혼합되게 사용될 경우에는 전류의 지연위상이 다시 발생되게 되어 역률이 저하되게 되어 전력의 소비효율이 저하되게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1091307호, 대한민국 등록특허 제10-1678974호

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선송전코일이 연결된 전자식 안정기와 무선수전코일이 연결된 무선전력전송 수신부가 있는 LED 조명부의 상기 무선송전코일과 무선수전코일이 페라이트 차단판 및 금속판상에 2중으로 배치되어 전자파가 2중으로 효율적으로 차단되고 자기장이 일방향이 차단되어 효율적으로 일방향 전류를 송수신하는 것이 가능하게 되고, OTP(Over Temperature Protection)를 통하여 회로를 보호하여 고열에 의한 위험에서 회피가 가능하게 되고, FOD(Foreign Object Detection) 기능을 통하여 무선으로 송수신하는 코일 사이에 이물질이 삽입된 것을 감지하여 방해물이 없이 무선전력 송수전효율이 제고되는 것이 가능하고, 열전도 특성이 좋은 에폭시수지가 몰딩처리되어 방열성능이 향상되고 수분 및 온도에 의한 성능 열화 개선 및 회로손상을 방지하는 것이 가능한 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조명용 SMPS부와 무선송수전모듈이 일체로 결합되어 LED조명부의 역률이 개선되어 전력의 효율적인 이용이 가능하게 되는 것이 가능한 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 SMPS부와 무선전력전송 회로부가 별도로 분리되고 복층으로 적층되어 제조가 용이하고 크기가 대폭적으로 줄어들게 되어 좁은 공간에도 설치가가능하게 되어 공간활용율을 제고할 수가 있고 제조가가 저렴하게 되는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 아직 또 다른 목적은 무선전력 LED 조명부의 최대출력용량치에 따라 출력이 작은 용량의 다른 LED 조명등을 착탈가능하게 사용하게 되어 LED 조명등이 설치된 실내환경을 가변적으로 변경시키는 것이 가능하게 되는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 220V의 전원선에 연결된 전자식 안정기 및 상기 전자식 안정기에 연결된 무선송전코일이 구비된 무선전력 LED 램프용 안정기와, 상기 무선송전코일에서 송신되는 전력을 수신하는 무선수전코일 및 상기 무선수전코일에 연결된 무선전력전송 수신부가 있는 LED 조명부를 포함하고, 상기 무선송전코일과 무선수전코일은 페라이트 차단판 및 금속판상에 2중으로 배치되고, 상기 무선전력 LED 램프용 안정기의 전자식 안정기는 교류를 직류로 변환시키는 SMPS부와 직류로 변환된 전원을 필요한 전압과 전류로 안정적으로 변화시켜 안정된 전압으로 무선전력 송전코일에 출력시키는 무선전력전송 회로부를 포함하는 본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은, SMPS부와 무선송수전모듈이 결합되어 LED조명부의 역률이 개선되어 전력의 효율적인 이용이 가능하게 되고, 탈부착이 용이하고 보수도 용이하며 에폭시몰딩액이 경화된 에폭시수지경화층이 형성되어 방열성능이 향상되고 방수의 안정성 및 접점불량에 대한 신뢰성이 확보되는 것이 가능한 본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 다른 목적은, SMPS부, 무선전력전송 회로부 및 무선송전코일이 각기 다른 복수의 층으로 배치되게 되어 크기가 대폭적으로 감소되어 적은 공간에서도 사용가능하여 사용공간이 효율적으로 확보되고 제조가가 저렴하게 되는 것이 가능한 본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치는, 220V의 전원선에 연결된 전자식 안정기와 상기 전자식 안정기에 연결된 무선송전코일이 구비된 무선전력 LED 램프용 안정기와, 상기 무선송전코일에서 송신되는 전류를 수신하는 무선수전코일과 상기 무선수전코일에 연결된 무선전력전송 수신부가 있는 LED 조명부를 포함하여, 무선송전코일이 연결된 전자식 안정기와 무선수전코일이 연결된 무선전력전송 수신부가 있는 LED 조명부의 상기 무선송전코일과 무선수전코일이 페라이트 차단판 및 금속판상에 2중으로 배치되어 전자파 및 자기장이 차단되어 인체에 유해하지 않고 효율적으로 전력을 송수신하는 것이 가능하게 되고, OTP(Over Temperature Protection)를 통하여 회로를 보호하여 고열에 의한 위험에서 회피가 가능하게 되고, FOD(Foreign Object Detection) 기능을 통하여 무선으로 송수신하는 코일에 이물질이 삽입된 것을 감지하여 방해물이 없이 무선송수전효율이 제고되고, 열전도 특성이 좋은 에폭시수지가 몰딩처리되어 방열 및 방수성능이 향상되어 수분 및 온도에 의한 성능 열화의 개선 및 회로손상이 방지되고, SMPS부와 무선송수전모듈이 일체로 결합되어 LED조명부의 역률이 개선되어 전력의 효율적인 이용이 가능하게 되고 설치가 간편하고 보수가 용이하며, 방수의 안정성 및 접점불량의 신뢰성이 확보되고, SMPS부, 무선전력전송 회로부 및 무선송전코일이 각기 다른 복수의 층으로 배치되게 되어 방열공간이 확보되며 제조시간이 단축되고 크기가 대폭적으로 감소되어 적은 공간에서도 사용가능하여 사용공간이 효율적으로 확보되고 제조가가 저렴하게 되는 것이 가능한 우수한 효과가 있다.

도 1a, 1b는 종래의 무선전력 LED 등기구 장치의 분해 사시도 및 블럭도
도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치의 분해 사시도, 전자식 안정기의 길이방향 정단면도, 전자식 안정기의 설치사시도이고,
도 2d, 2e는 본 발명의 제2실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치의 분해 사시도, 전자식 안정기의 설치사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기의 전자식 안정기의 블럭도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기의 전자식 안정기의 SMPS부의 블럭도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기의 SMPS부의 PFC IC의 블럭도
도 6a, 6b, 6c, 6d, 6e는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기의 SMPS부의 PFC IC의 PFC의 원리를 설명하는 파워스테이지의 회로도, PFC의 기본동작이 도시된 전압과 전류의 파형도, 종래의 절연형 PFC SMPS의 기본도, 종래의 비절연 PFC SMPS의 기본도, 본 발명의 비절연 PFC SMPS의 기본도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 등기구의 LED 조명부의 블럭도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부의 상호작용을 도시한 블럭도
도 9a, 9b, 9c, 9d는 본 발명의 제3실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치의 개략적인 안정기케이스의 종단면도, 무선전력 LED 조명부의 개략적인 종단면도, 안정기케이스와 무선전력 LED 조명부가 결합된 개략적인 종단면도, 개략적인 정면도
도 10a, 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치의 개략적인 정면도
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 LED 등기구 장치의 무선전력 LED 램프용 안정기와 무선전력 LED 조명부의 최대출력용량치에 따라 출력이 작은 용량의 다른 LED 조명등을 착탈가능하게 사용하게 되는 상태가 도시된 평면도

본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)는, 도 2a 에 도시된 바와 같이, 전원선(C)이 인입되고 인출되며 양단부에 케이블그랜드가 설치된 케이블케이싱(6)의 내부에 배치된 무선전력 LED 램프용 안정기(1)와, 상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 송신되는 전력을 수신하는 LED 조명부(2)를 포함하고, 상기 LED 조명부(2)의 하부에는 조명갓(3)이 설치되어 있다.

본 실시예에서, 상기 LED 램프용 안정기(1)에 전자식 안정기(11)와 무선송전코일(12)이 3중으로 중첩되게 배치되고, 무선전력 LED 조명부(2)에 LED 구동부(21)와 무선수전코일(22)과 LED 조명판(25)이 3중으로 중첩되게 배치되게 되는 구조를 갖는다. 따라서, 무선 LED 등기구 장치(A)의 크기가 종대의 무선 LED 등기구 장치에 비하여 대폭적으로 감소되게 되어 무선 LED 등기구 장치(A)의 소형화가 가능하게 되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 LED 램프용 안정기(1)는 그 평면형태가 정4각형인 전자식 안정기(11)와, 상기 전자식 안정기(11)의 출력단에 연결된 무선송전코일(12)와, 안정기케이스(14)가 구비된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 안정기케이스(14)의 상부는 케이스덮개(14b)가 배치되고, 상기 안정기케이스(14)의 내부에는 하부에서 순차적으로 적층되도록 상부에 금속판(12c)과 페라이트 차단판(12b)과 하부에 배치된 송전코일(12a)로 이루어진 무선송전코일(12)과, 상기 무선송전코일(12)의 상부에 배치되는 무선전력전송 회로부(11b)와, 상기 무선전력전송 회로부(11b)의 상부에 배치되는 SMPS부(11a)가 순차적으로 배치되게 되고 내부에는 에폭시수지경화층((13)이 충진되어 방열과 방수의 기능이 수행된다. 상기 무선송전코일(12)과, 무선전력전송 회로부(11b)와, 상기 SMPS부(11a)의 구체적인 연결상태는 생략하였다.

상기 안정기케이스(14)는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 4측면의 본체(14a)가 금속으로 금속으로 제조되어 방열효율을 증대시키고, 상부의 케이스덮개(14b)가 합성수지로 제조되어, 안정기케이스(14)의 재질을 2개를 사용하여 방열효율을 향상시키게 되므로 별도의 방열구조가 필요없게 되므로 구조가 단순하게 되며, 상기 안정기케이스(14)는 소비전력이 크게 되면 안정기케이스(14)의 크기를 증대시킬 수가 있으므로 지속적이고 안정적인 제조가 가능하게 되는 것이다.

상기 LED 램프용 안정기(1)는, 그 하부가 영구자석(102b)이 배치되고 고정나사(16)에 의하여 케이블케이싱(6)에 고정되는 지지대(15)의 중간부에 배치되고, LED 램프용 안정기(1)의 가장자리가 상기 지지대(15)의 가장자리에 고정된다.

상기 무선전력 LED 조명부(2)는, 상기 지지대(15)의 저면에 접하며 영구자석(103b)이 배치되는 받침대(20)와, 상기 받침대(20)의 저면에 배치되는 무선전력전송 수신부(21)와 무선수전코일(22)을 포함하고 하부에는 LED 조명판(25)이 배치되어 있다.

상기 무선수전코일(22)은 코일상으로 도너츠형태로 말린 수전코일(22a)이 페라이트 차단판(22b) 및 금속판(22c)상에 배치되어 상기 수전코일(22a)에서 발생되는 전자파는 효과적으로 차폐되고 상기 수전코일(22a)에서 발생되는 자기장은 상기 페라이트 차단판(22b) 및 금속판(22c)에 의하여 차단되므로 반대편으로의 발산이 차단되어 상기 수전코일(22a)을 흐르는 전력을 효과적으로 상기 무선전력전송 수신부(21)로 송전하게 되는 것이다.

상기 무선전력 LED 조명부(2)의 하부에는 가스켓(31)에 접하는 4각형 조명갓(3)이 고정볼트(32)에 의하여 상기 받침대(20)상에 고정되게 되는 것이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 안정기케이스(14)의 내부에 배치된 상기 전자식 안정기(11)의 상부에는 에폭시수지가 충진되어 경화된 에폭시수지경화층(13)이 형성되어 전자식 안정기(11)의 각 구성부품들의 절연, 방수 및 방열이 가능하게 되므로 온전한 작동을 수행할 수가 있게 되는 것이다.

상기 에폭시수지경화층(13)은 내부에 열전도성이 좋은 세라믹분말이 첨가되어 열전도성이 향상되게 되었으며, 상기 에폭시수지경화층(13)에 첨가되는 성분은 이산화규소 40~45 중량%, 건식실리카 23~27 중량%, 실리카 1~2 중량%, 카본블랙 3~4 중량%, 나머지 에폭시수지가 사용되고, 본 실시예에서는 에폭시수지 27중량%, 이산화규소 43중량%, 건식실리카 25중량%, 실리카 1.5중량%, 카본블랙 3.5중량%가 혼합 교반되고, 이러한 에폭시수지충진제가 안정기케이스(14)의 내부에 설치된 무선송전코일(12)과, 무선전력전송 회로부(11b)와, SMPS부(11a)에 충진되어 그 열전도성이 대폭적으로 향상되게 되어 충분한 방열성능이 보장되어 내구성이 향상되었다.

종래에는 상기 전자식 안정기(11)는 송신부케이스(104)의 내부에 고정되었으므로 그 고정작업이 대단히 시간이 많이 걸리게 되었으나, 본 발명에서는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 전자식 안정기(11)가 수납된 상기 안정기케이스(14)는 상기 무선송전코일(12)이 상부면(15a)에 배치되는 지지대(15)상에 고정나사(16)로 고정되어 상기 전자식 안정기(11)의 고정이 대단히 편리하게 수행될 수가 있다.

이와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)는, 전자식 안정기(11)와 무선송전코일(12)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되고, LED 구동부(21)와 무선수전코일(22)과 LED 조명판(25)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되게 되어, 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)의 크기가 대폭적으로 축소되어 재료비가 절감되어 제조가가 저렴하게 되는 것은 물론이고, 설치공간이 축소되므로 공간을 효율적으로 이용하는 것이 가능하게 되며, 그 설치가 대단히 편리하여 조립 및 설치 인력이 절감되게 되어 총비용이 절감되게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)는, 전원선(C)이 인입되고 인출되며 양단부에 케이블그랜드가 설치된 케이블케이싱(6)의 내부에 배치된 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 지지대(15)상에 영구자석(102b)이 설치되고, 상기 무선전력 LED 조명부(2)의 받침대(20)상에 설치된 영구자석(103b)에 의하여 자력고정이 되게 되므로 전자식 안정기(11)의 수리나 LED 조명판(25)의 수리시에 자력에 의하여 부착되어 있는 것을 힘을 가하여 분리하면 분리되므로 대단히 편리하게 분리하는 것이 가능하게 되므로 용이하게 수리를 수행하는 것이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)는, 도 2d, 2e 에 도시된 바와 같이, 케이블케이싱(6)과, 무선전력 LED 램프용 안정기(1)와, LED 조명부(2)와, 조명갓(3)이 원통형으로 형성된 것으로서, 역시 전자식 안정기(11)와 무선송전코일(12)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되고, LED 구동부(21)와 무선수전코일(22)과 LED 조명판(25)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되게 되어, 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)의 크기가 대폭적으로 축소되어 재료비가 절감되어 제조가가 저렴하게 되는 것은 물론이고, 설치공간이 축소되므로 공간을 효율적으로 이용하는 것이 가능하게 되며, 그 설치가 대단히 편리하여 조립 및 설치 인력이 절감되게 되어 총비용이 절감되게 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 전자식 안정기(11)는, 도 3에 도시된 바와 같이, SMPS(switching mode power supply)부(11a)와, 무선전력전송 회로부(11b)를 포함한다.

상기 SMPS부(11a)는 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치·고속 전력 반도체를 이용해 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 얻게 하는 것으로서, 본 실시예에서 상기 SMPS부(11a)는 교류 AC 220V 전압을 직류전압 20V로 정류하여 공급되게 한다.

상기 SMPS부(11a)는 PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고, 상기 PFC 회로부(101)를 이용하여 입력되는 교류 220V의 상용전원을 직류 20V로 변환시키며, 상기 PFC 회로부(101)가 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 이용하여 SMPS부(11a)를 보호하면서 정상적인 직류의 출력을 수행하게 되는 것이다.

상기 무선전력전송 회로부(11b)는 상기 SMPS부(11a)에서 공급된 직류전압을 과전압이나 과온도상승을 방지하고 후술되는 메인IC(114)에서 사용할 수 있는 안정된 전류전압으로 공급하고 낮은 주파수를 갖는 펄스파형을 갖는 전압으로 무선송전코일(12)로 전력을 공급제어하는 기능을 수행한다. 상기 무선전력전송 회로부(11b)에서 사용되는 전압값은 필요에 따라 증감이 가능함은 물론이라고 할 것이다.

본 실시예에서 상기 무선전력전송 회로부(11b)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 SMPS부(11a)로부터 입력전원 20V를 입력받아 과전압보호부(111)에서 정상전압을 확인하고 서지전압을 소멸시키고, 풀브릿지 인버터(112)에서 안정된 펄스파를 생성하여 무선송전코일(12)로 공급하고, DC/DC 컨버터(113)를 통하여 9V를 상기 메인IC(114)의 전원으로 공급하고, 상기 과온도보호부(115)를 통하여 무선전력전송 회로부(11b)의 과도한 온도상승을 제어하고, 외부물체감지부(116)를 통하여 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무를 감지하여 송수전효율을 높이며, LED 인디게이터(117)를 통하여 현재의 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무의 상태를 외부에서 인식할 수 있으며, 상기 메인IC(114)는 전반적인 무선전력전송 회로부(11b)의 작동, 예를 들면, 과전압보호부(111), 과온도보호부(115), 외부물체감지부(116) 및 풀브릿지 인버터(112) 등을 제어하는 기능을 수행한다.

상기 과전압보호부(111, Over Voltage Protection)는 정격 전압인 20V를 초과하여 전압이 들어올때, 정격 전압인 20V를 초과하는 전압을 차단하여 무선전력전송 회로부(11b)를 보호하는 기능을 수행한다.

상기 풀브릿지 인버터(112)는 4개의 N-ch FET로 구성되고, 상기 메인IC(114)로부터 게이트 구동신호를 받아 스위치를 온/오프 작동하는 것으로서, 사용 주파수 대역은 100kHz ~ 205kHz 의 주파수로 동작하며 주파수를 가변시켜 전달되는 파워를 조절하게 된다.

상기 DC/DC 컨버터(113)는 입력전원인 20V를 필요전압인 9V로 전압을 강압변환시켜 상기 메인IC(114)의 사용에 필요한 전압으로 변압시켜준다.

상기 메인IC(114)는 전반적인 무선전력전송 회로부(11b)의 작동을 제어하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 과온도보호부(115, Over Temperature Protection)는 무선전력전송 회로부(11b)가 전력전송 상태일 경우, 발열로 인하여 특정부의 온도가 일정 온도 이상으로 발열되면 회로의 동작을 중지시키고, 일정 온도 이하로 내려갈 경우에는 다시 온으로 작동되어 회로의 발열을 방지하는 기능을 수행한다.

상기 외부물체감지부(116)는 상기 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 존재하는 외부물체를 감지하는 기능을 수행하며, 전력을 무선으로 전송하는데에 있어서 상기 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 이물질이 있는 가의 여부를 모니터링하여 이물질이 있을 경우에는 이를 외부로 상기 LED 인디게이터(117)를 통하여 알려주어 이물질을 제거할 수 있게 하여 송수전의 효율을 제고시키는 것이 가능하게 되는 것이다.

상기 LED 인디게이터(117)는 전자식 안정기(11)의 전력송신상태를 LED의 색상으로 나타내주는 것으로, 적색은 상기 외부물체감지부(116)상에 외부물체가 감지된 상태, 즉, 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 물체가 감지되어 원활한 전력의 송수전이 이루어지지 않는 불완전송전상태를 나타내는 것으로 외부물체를 빨리 제거를 해야하는 상태를 표시하고, 녹색은 상기 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 원활한 전력의 송수전의 상태를 표시하는 것이다.

상기 무선송전코일(12)은 상기 풀브릿지 인버터(112)에서 발생된 100kHz ~ 205kHz 의 낮은 주파수를 갖는 펄스파를 인가하여 이를 송전하는 기능을 수행한다.

상기 무선송전코일(12)은 코일상으로 도너츠형태로 말린 송전코일(12a)이 페라이트 차단판(12b) 및 금속판(12c)상에 배치되어 상기 송전코일(12a)에서 발생되는 자기장은 반대편으로의 발산이 차단되어 상기 송전코일(12a)을 흐르는 전력을 효과적으로 상기 무선수전코일(22)로 송신하게 되는 것이다.

상기 SMPS부(11a)는, 도 4에 도시된 바와 같이, PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고, 상기 PFC 회로부(101)는, 공급되는 교류전력의 위상과 소비하는 소비전력의 위상을 최대한 동일하게 보상하기 위하여 공급되는 전압의 파형과 전류의 파형의 위상을 동일하게 하여 역율을 높이기 위한 것으로, 발생하는 노이즈를 제거하는 라인필터(101a)와, 교류 220V를 정류하는 제1정류기(101b)와, 상기 제1정류기에서 정류된 전원을 공급받으며 PFC 회로부(101)의 메인IC로서 조명기기에서 요구되는 전압과 전류의 주파수(역율)를 0.9이상으로 만족시키는 PFC IC(101c)와, 상기 제1정류기(101b)에서 정류된 전압을 소정전압으로 가변시키는 트랜스부(101d)와, 상기 트랜스부(101d)의 2차측 전원을 정류하는 반파정류기(101e)를 포함한다.

상기 PFC 회로부(101)는, 공급되는 전압의 파형과 전류의 파형을 일치시켜 사용하여 전압과 전류의 위상이 동일한 전기를 공급하기 위한 것으로, 핵심적인 기능은 PFC IC(101c)가 수행한다.

상기 PFC IC(101c)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 라인필터(101a)에서 입력되는 입력전류(I In)와 입력전압(V In)과 과전류보호부(102,OCP)와 과전압보호부(103,OVP)에서 인입되는 입력전류(I In)와 입력전압(V In)을 비교하는 입력비교기(1011)와, 상기 입력비교기(1011)에서 입력된 입력전류와 입력전압을 기본 입력으로 하여 PWM(Puls Width Modulation) 출력을 생성하는 PWM 제네러이터(1012)와, 풀브릿지 인버터(112)로 공급된 전력으로부터 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)에서 피드백하여 출력된 출력전류(I Out)와 출력전압(V Out)을 비교하는 출력비교기(1013)를 포함하고, 상기 PWM 제네레이터(1012)의 신호는 일정한 간격으로 전원을 단속시키는 스위치(1014)에 의하여 코일에 출력된 전원을 ON-OFF 작동시킨다.

상기 PFC IC(101c)는 공급되는 전압의 파형(Vrec)에 일정한 간격(PWM)으로 단속시키는 스위치(1014)를 온/오프 할 경우에, 정류된 전압파형에 따라 코일에 흐르는 순시 전류(Iin) 는 입력 전압의 크기(순시 전압)(도 6b Vrec)에 따라 코일(도 6a에 도시)에 전류가 흐르게 되고, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 입력 전류 Iin(avg) 와 같은 입력 전압(Vac)이 동위상의 파형을 가지게 되므로 라인필터(101a)나 제1정류기(101b)를 통하여 동위상의 전류와 전압으로 출력 쪽에 전력을 동일하게 공급하여 고효율을 유지한다.

따라서, 상기 PFC 회로부(101)는 공급되는 전압의 파형(Vrec)에 PWM 신호를 이용하여 일정한 간격으로 스위칭하게 작동되어 상기 전류와 전압의 위상을 일치시킬 수가 있게 되어 고역율을 유지하게 되는 것이다.

따라서, 제품의 역률(PF)이 0.9일 경우에, 공급자(한국전력)는 10W/0.9 = 11.1W 를 공급하여야 되나, 현재는 실제 소비되는 10W에 대하여 이루어지고, 공급자의 입장에서는 필요없는 높은 전력을 공급하여야 하고 필요없는 설비도 추가되어야 하는 것을 방지하게 하기 위하여, 상기 공급되는 교류전력의 위상과 소비하는 소비전력의 위상을 최대한 동일하게 보상하여야 하는 것이다.

상기 PFC 회로부(101)는 일반적으로 절연형 PFC SMPS와 비절연형 PFC SMPS 로 구성할 수 있다. 절연형 PFC SMPS의 경우, 도 6c에 도시된 바와 같이, 절연 PFC SMPS(11a)와 무선전력전송 회로부(11b)와 무선송전코일(12)과, 무선수전코일(22)과 무선전력전송 수신부(21)가 분리가 되어 있으므로 최종 출력단자(요구전압 및 전류)의 출력에 대하여 입력전원에 대한 위험성의 회피가 가능하나, 상기 절연형 PFC SMPS의 경우에는 정류기가 입력측인 1차측에도 소요되고 출력측인 2차측에도 소요되어 정류기가 2중으로 들어가고 트랜스포머를 비롯하여 전체회로가 복잡하게 되고 필요한 전자부품이 여러 종류가 사용되므로 제조단가가 높아지게 되어 제품이 고가로 제조되는 문제점이 있었다.

상기 PFC 회로부(101)가 비절연형 PFC SMPS의 경우, 도 6d에 도시된 바와 같이, 비절연 PFC SMPS(11a)와 무선전력전송 회로부(11b)와 무선전력전송 수신부(21)가 연속되게 연결되어 있으므로, 회로구성이 복잡하지 않으므로 회로제조단가는 낮으나 입력전원과 출력전원간에 절연이 되지 않아서 안정성이 낮아지게 되어 최종 출력단자(요구전압 및 전류)의 출력이 입력전원에 대한 위험성이 노출되어 사용자가 감전의 위험이 존재하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 무선전력전송 PFC SMPS의 경우, 도 6e에 도시된 바와 같이, 비절연 PFC SMPS(11a)와 무선전력전송 회로부(11b)와 무선송전코일(12)과, 무선수전코일(22)과 무선전력전송 수신부(21)가 분리가 되어 있으므로 최종 출력단자(요구전압 및 전류)의 출력에 대하여 입력전원에 대한 위험성의 회피가 가능하면서, 상기 비절연형 PFC SMPS의 경우에는 회로구성이 복잡하지 않으므로 제조단가가 낮아지면서도 안정성이 향상되게 되므로, 무선에 의하여 전력을 공급하게 되므로 출력단자의 외부 노출이 없으므로, 출력단의 안정성이 확보되며 사용자가 안전하게 사용할 수가 있으면서도 가격이 저렴하고 전기효율이 높아지게 되는 장점을 가질 수 있다.

상기 LED 조명부(2)는 무선전력전송 수신부(21)와 무선수전코일(22)을 포함하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 LED 조명부(2)의 무선전력전송 수신부(21)는, 커뮤니케이션 FET(210)과, 동기정류기(211)와, 클램프 FET(212)와, WPTC(Wireless Power Transfer Controller)(213)와, 상기 WPTC(213)로부터 전원을 공급반아 상호 통신하는 MCU(214)와, 상기 동기정류기(211)를 통하여 만들어진 직류 전원을 이용하여 LED(25a)를 점등시키는 LED 드라이버(215)를 포함한다.

상기 커뮤니케이션 FET(210)는 상기 WPTC(213)로부터 나오는 부하변조(Load Modulation) 신호를 입구에 설치된 게이트의 스위치(도시되지 않음)를 온/오프 시키며 상기 전자식 안정기(11)의 무선전력전송 회로부(11b)와 통신한다.

상기 동기정류기(211)는 무선수전코일(22)을 통하여 입력된 펄스전원을 직류전원으로 변환시키게 된다.

상기 클램프 FET(212)는 상기 동기정류기(211)의 전압을 감시중에 과전압이 검출되면 게이트를 온시켜 LED 구동부(21)의 손상을 방지시키는 것이다.

상기 WPTC(213)는 메인IC로서 상기 MCU(214)에 전원을 공급하고 상기 MCU(214)와 I2C 통신을 수행하며 상기 LED 구동부(21)의 전력, 전압, 전류 및 경고 등의 충전 상황을 모니터링 한다.

상기 MCU(214)는 상기 WPTC(213)를 이용하여 모니터링하여 받은 내용을 가지고 상기 LED 구동부(21)의 회로 동작을 결정하고, 상기 OCP(216), OVP(217) 및 OTP(218)의 작동을 제어하면서 LED 구동부(21)의 회로의 손상을 방지한다.

상기 LED 드라이버(215)는 상기 동기정류기(211)를 통하여 만들어진 직류전원을 이용하여 상기 LED(25a)를 점등 또는 소등 시킨다.

상기 WPTC(213)는 전력, 전압, 전류 및 경고 등의 충전 상황을 모니터링하여 부하변조를 이용하여 전자식 안정기(11)의 무선전력전송 회로부(11b)로 송신한다.

본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)의 작동을 이하에 상세하게 설명한다.

먼저, 상용전원인 교류 220V가 전원선을 따라 SMPS(11a)로 입력되면, 입력된 교류전원은 SMPS(11a)에 의하여 직류 20V로 변환된다. 이때 PFC 회로부(101)에서 역률 보정을 수행하고 OCP(102) 및 OVP(103)에 의하여 직류 전원이 정상적으로 출력되는지를 감시하고, 만일 과전류나 과전압이 흐르게 되면 상기 OCP(102) 및 OVP(103)에 의하여 적정 값으로 변환되어 공급된다.

상기 SMPS(11a)에 의하여 직류 20V로 변환된 전원은 풀브릿지 인버터(112)의 작동 전원으로 사용하고, DC-DC 컨버터(113)에 의하여 9V로 변환되어 메인IC(114)의 전원으로 사용된다. 상기 메인IC(114)는 SMPS(11a)의 출력 전압을 감시하는 OVP(Over Current Protection)(103)와 회로의 온도를 감시하는 OTP(Over Temperature Protection)(115)에 의하여 회로의 손상을 막아주게 되고, 무선송전코일(12)의 전류를 확인하여 정상적인 동작을 하는지를 파악하게 된다.

또한, 외부물체감지부(116)를 이용하여 양 무선송전코일(12) 및 무선수전코일(22)사이에 이물질이 없는지를 확인하여 회로의 손상을 방지하게 된다. 풀브릿지 인버터(112)는 상기 메인IC(114)의 게이트 드라이버 신호에 의하여 스위치 온/오프 작동되면서 110 KHz ~ 205 KHz 사이의 주파수로 동작하며 주파수를 가변하여 전달되는 전력전송 출력을 조절하게 되는 것이다.

최종적으로 무선송전코일(12)을 통하여 전원을 무선수전코일(22)을 통하여 수전받게 되는 것이며, 무선전력전송 수신부(21)는 자신의 진행 상태를 부하변조를 이용하여 다시 무선전력 LED 램프용 안정기(1)로 전달하고, 상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)에서는 부하변조 신호를 복조하여 상태를 확인하고 다음 제어동작을 결정하게 되는 것이다. 상기 LED 인디게이터(117)에서는 적색은 상기 외부물체감지부(116)상에 외부물체가 감지된 상태,즉 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 물체가 감지되어 원활한 전력의 송수전이 이루어지지 않는 불완전송전상태를 나타내는 것으로 외부물체를 빨리 제거를 해야하는 상태를 표시하고, 녹색은 상기 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이에 원활한 전력의 송수전의 상태를 표시하게 되어 전력의 송수전효율을 높일 수가 있게 되는 것이다.

도 9a, 9b, 9c, 9d는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 개략적인 종단면도 및 사시도로서, 도 9a에는, 상기 안정기케이스(14)의 내부에는 복수의 걸림턱(14a, 14b 14c)이 형성되어 각 무선송전코일(12), 무선전력전송 회로부(11b)와, SMPS부(11a)가 적층되게 배치되므로서, 그 설치공간이 대폭적으로 줄어들게 되고 공간을 형성하여 방열구조 공간을 확보하고, 이미 상기 구성부분의 배치시에 구성부분들이 작동가능하게 조립되므로 그 조립시간도 대폭적으로 줄어들게 되는 것이다. 본 실시예에서 상기 안정기케이스(14)의 외측의 하단에는 상기 무선전력 LED 조명부(2)과 결합되기 위한 결합부로서 나사부(14f)가 형성되어 있다.

도 9b의 상기 무선전력 LED 조명부(2)는, 무선수전 케이스(26)의 내부에 다수의 LED(25a)가 설치된 LED 조명판(25)이 하부에 배치되고, 상기 LED 조명판(25)의 상부에 LED 구동부(21)가 배치되고, 상기 LED 구동부(21)의 상부에 무선수전코일(22)이 복층으로 중첩되게 배치되고, 상부에 덮개(24)가 배치된 구조를 갖는다.

상기 무선수전 케이스(26)의 내부에는 복수의 걸림턱(26a, 26b, 26c)이 형성되어 상기 LED 조명판(25), LED 구동부(21) 및 무선수전코일(22)이 각기 순차적으로 복층으로 배치되게 되는 것이고, 상부의 내측면에는 상기 무선송전 케이스(14)와 결합되기 위한 결합부로서 암나사부(26f)가 형성되어 있다.

상기 복수의 걸림턱(14a, 14b 14c, 26a, 26b, 26c)이 형성되는 대신에 에폭시수지경화층(13)이 형성될 수도 있을 것이다.

따라서, 상기 무선송전 케이스(14)와 무선수전 케이스(26)는 서로 접하는 부분에 형성된 나사부(14f)와 암나사부(26f)에 의하여 용이하게 결합될 수가 있는 것이다.

상기 무선수전 케이스(26)의 저면에는 패킹(28)이 삽입되는 패킹홈(27)이 형성되고 전등갓(3)의 가장자리(31)와 맞물리는 연장고정부(261)가 형성되어, 상기 전등갓(3)의 가장자리가 고정되게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)는, 전체가 원형 또는 4각형으로 형성되어 있으므로 원형 또는 4각형의 LED 조명부부(20)에서 방사되는 조명이 넓고 길게 비추게 되므로 집중 조명이 가능하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)는, 전체가 원형 또는 4각형으로 형성된 것으로 기술되었으나, 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 원형 또는 사각형만이 아니라 6각형, 8각형과 같은 다른 형태로 형성될 수가 있는 것은 당연하다고 할 것이다.

또한, 본 발명의 전자식 안정기(11)는 각기 무선전력전송 회로부(11b)부와 SMPS부(11a)가 별도로 분리되는 상태로 제조되므로 무선전력전송 회로부(11b)의 불량이 있더라도 SMPS부(11a)는 그대로 사용할 수가 있게 되므로 불량의 발생도 현저하게 감소할 수가 있게 되는 것이다.

도 10a, 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치의 개략적인 정면도로서, 상기 무선송전 케이스(14)와 무선수전 케이스(26)의 결합부의 결합방식을 나사결합방식이 아니라, 상기 무선송전 케이스(14)의 하단에 형성된 돌출돌기(14g)와 무선수전 케이스(26)의 상부에 설치된 요홈(26g)에 의하여 조립되는 구조이거나, 상기 무선송전 케이스(14)의 하단에 형성된 고정요홈(14h)과 무선수전 케이스(26)의 상부에 설치된 반원형 돌출부(26h)에 의하여 조립될 수도 있을 것이며, 이와 같은 상기 무선송전 케이스(14)와 무선수전 케이스(26)의 결합방식은 다양한 결합방식이 수행될 수가 있을 것이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선전력 LED 등기구장치(A)는 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 중앙에 무선송전코일(12)이 구비되고, 무선전력 LED 조명부(2)에 복수의 무선수전코일(22)이 구비되어 있으므로, 상기 무선송전코일(12)의 최대송전용량이 150W일 경우에, 상기 무선송전코일(12)의 최대송전용량치에 따라 상기 무선전력 LED 조명부(2)에 4개의 무선수전코일(22)이 설치되어 있으므로 무선수전코일(22)의 용량이 30W일 경우에는, 상기 무선전력 LED 조명부(2)의 무선수전코일(22)이 작은 용량의 LED 조명등(25)을 착탈가능하게 사용하게 되는 상태가 도시된 평면도로서, 상기 LED 조명등(25)의 형태가 반달, 삼각형, 원형, 정사각형의 형태가 상기 무선수전코일(22)상에 배치될 수도 있으며, 1개의 LED 조명등(25)만이 배치될 수도 있으며, 다른 형태의 LED 조명등(25)을 요일별로 부착하는 것도 가능하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 무선전력 LED 등기구 장치는 일반적인 LED 등기구 장치의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

A : 무선 LED 등기구 장치 C : 전원선
1 : 무선전력 LED 램프용 안정기 2 : 싱LED 조명부
3 : 조명갓 6 : 케이블케이
11 : 전자식 안정기 11a : SMPS부
11b : 무선전력전송 회로부 12 : 무선송전코일
14 : 안정기케이스 21 : LED 구동부
22 : 무선수전코일 22a : 수전코일
22b : 페라이트 차단판 22c : 금속판
25 :LED 조명판

Claims

무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)에 있어서,
상기 무선 LED 등기구 장치(A)는, 전선케이블(C)이 인입되고 인출되며 양단부에 케이블그랜드가 설치된 케이블케이싱(6)의 내부에 배치된 무선전력 LED 램프용 안정기(1)와 상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 송신되는 전력을 수신하는 LED 조명부(2)을 포함하고,
상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)는, AC 220V의 전원선(C)에 연결된 전자식 안정기(11)와 상기 전자식 안정기(11)의 출력단에 연결된 무선송전코일(12)이 구비되고, 상기 무선송전코일(12)은 코일상으로 도너츠형태로 말린 송전코일(12a)이 페라이트 차단판(12b)상에 배치되고,
상기 LED 조명부(2)은 무선전력전송 수신부(21)와 무선수전코일(22)을 포함하고, 상기 무선수전코일(22)은 코일상으로 도너츠형태로 말린 수전코일(22a)이 페라이트 차단판(22b)상에 배치되고,
안정기케이스(14)의 내부에 배치된 상기 전자식 안정기(11)의 상부에는 에폭시수지가 충진된 에폭식수지층(13)이 형성되고,
상기 전자식 안정기(11)가 수납된 안정기케이스(14)는 상기 무선송전코일(12)이 상부면(15a)에 배치되는 상부 무선송전고정판(15)상에 고정볼트(16)로 고정된 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제1항에 있어서,
상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 전자식 안정기(11)는, SMPS(switching mode power supply)부(11a)와, 무선전력전송 회로부(11b)를 포함하고,
상기 SMPS부(11a)는 PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고, 상기 PFC 회로부(101)를 이용하여 입력되는 교류 220V의 상용전원을 직류로 변환시키며,
상기 무선전력전송 회로부(11b)는, 상기 SMPS부(11a)로부터 입력전원을 입력받아 과전압보호부(111)에서 정상전압을 확인하고 서지전압을 소멸시키고, 풀브릿지 인버터(112)에서 안정된 펄스파를 생성하여 무선송전코일(12)로 공급하고, DC/DC 컨버터(113)를 통하여 직류를 상기 메인IC(114)의 전원으로 공급하고, 상기 과온도보호부(115)를 통하여 무선전력전송 회로부(11b)의 과도한 온도상승을 제어하고, 외부물체감지부(116)를 통하여 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무를 감지하여 송수전효율을 높이며, LED 인디게이터(117)를 통하여 현재의 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무의 상태를 외부에서 인식할 수 있으며, 상기 메인IC(114)는 전반적인 무선전력전송 회로부(11b)의 작동, 예를 들면,과전압보호부(111), 과온도보호부(115), 외부물체감지부(116) 및 풀브릿지 인버터(112) 등을 제어하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치(A)에 있어서,
상기 무선 LED 등기구 장치(A)는, 전선케이블(C)이 인입되고 인출되며 양단부에 케이블그랜드가 설치된 케이블케이싱(6)의 내부에 배치된 무선전력 LED 램프용 안정기(1)와 상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 송신되는 전력을 수신하는 LED 조명부(2)을 포함하고,
상기 무선전력 LED 램프용 안정기(1)의 전자식 안정기(11)는, SMPS(switching mode power supply)부(11a)와, 무선전력전송 회로부(11b)를 포함하고,
상기 SMPS부(11a)는 PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고, 상기 PFC 회로부(101)를 이용하여 입력되는 교류 220V의 상용전원을 직류로 변환시키며,
상기 무선전력전송 회로부(11b)는, 상기 SMPS부(11a)로부터 입력전원 20V를 입력받아 과전압보호부(111)에서 정상전압을 확인하고 서지전압을 소멸시키고, 풀브릿지 인버터(112)에서 안정된 펄스파를 생성하여 무선송전코일(12)로 공급하고, DC/DC 컨버터(113)를 통하여 직류를 상기 메인IC(114)의 전원으로 공급하고, 상기 과온도보호부(115)를 통하여 무선전력전송 회로부(11b)의 과도한 온도상승을 제어하고, 외부물체감지부(116)를 통하여 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무를 감지하여 송수전효율을 높이며, LED 인디게이터(117)를 통하여 현재의 무선송전코일(12)과 무선수전코일(22)사이의 이물질의 유무의 상태를 외부에서 인식할 수 있으며, 상기 메인IC(114)는 전반적인 무선전력전송 회로부(11b)의 과전압보호부(111), 과온도보호부(115), 외부물체감지부(116) 및 풀브릿지 인버터(112)의 작동을 제어하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제3항에 있어서,
상기 SMPS부(11a)는, PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고,
상기 PFC 회로부(101)는, 발생하는 노이즈를 제거하는 라인필터(101a)와, 교류 220V를 정류하는 제1정류기(101b)와, 상기 제1정류기에서 정류된 전원을 공급받으며 PFC 회로부(101)의 메인IC로서 조명기기에서 요구되는 전압과 전류의 주파수(역율)를 0.9이상으로 만족시키는 PFC 블럭부(101c)와, 상기 제1정류기(101b)에서 정류된 전압을 소정전압으로 가변시키는 트랜스부(101d)와, 상기 트랜스부(101d)의 2차측 전원을 정류하는 반파정류기(101e)를 포함하고,
상기 PFC 회로부(101)는, 공급되는 전압의 파형과 전류의 파형을 일치시켜 사용하여 전압과 전류의 위상이 동일한 전기를 공급하기 위한 것으로, PFC 블럭부(101c)를 포함하고,
상기 PFC 블럭부(101c)는, 라인필터(101a)에서 입력되는 입력전류와 입력전압과 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)에서 인입되는 입력전류와 입력전압을 비교하는 입력비교기(1011)와,
상기 입력비교기(1011)에서 입력된 전류와 전압을 기본 입력으로 하여 PWM(Puls Width Modulation) 출력을 생성하는 PWM 제네러이터(1012)와,
상기 PWM 제네러이터(1012)로 풀브릿지 인버터(112)로 출력된 출력전류와 출력전압과 이를 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)에서 피드백하여 이 출력되게 전류와 전압을 비교하는 출력비교기(1013)와,
상기 PWM 제네레이터(1012)의 전압을 일정한 간격으로 단속시키는 스위치(1014)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제2항에 있어서,
상기 SMPS부(11a)는, PFC(Power Factor Correction) 회로부(101)와, 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)를 포함하고,
상기 PFC 회로부(101)는, 발생하는 노이즈를 제거하는 라인필터(101a)와, 교류 220V를 정류하는 제1정류기(101b)와, 상기 제1정류기에서 정류된 전원을 공급받으며 PFC 회로부(101)의 메인IC로서 조명기기에서 요구되는 전압과 전류의 주파수(역율)를 0.9이상으로 만족시키는 PFC 블럭부(101c)와, 상기 제1정류기(101b)에서 정류된 전압을 소정전압으로 가변시키는 트랜스부(101d)와, 상기 트랜스부(101d)의 2차측 전원을 정류하는 반파정류기(101e)를 포함하고,
상기 PFC 회로부(101)는, 공급되는 전압의 파형과 전류의 파형을 일치시켜 사용하여 전압과 전류의 위상이 동일한 전기를 공급하기 위한 것으로, PFC 블럭부(101c)를 포함하고,
상기 PFC 블럭부(101c)는, 라인필터(101a)에서 입력되는 입력전류와 입력전압과 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)에서 인입되는 입력전류와 입력전압을 비교하는 입력비교기(1011)와,
상기 입력비교기(1011)에서 입력된 전류와 전압을 기본 입력으로 하여 PWM(Puls Width Modulation) 출력을 생성하는 PWM 제네러이터(1012)와,
상기 PWM 제네러이터(1012)로 풀브릿지 인버터(112)로 출력된 출력전류와 출력전압과 이를 과전류보호부(102)와 과전압보호부(103)에서 피드백하여 이 출력되게 전류와 전압을 비교하는 출력비교기(1013)와,
상기 PWM 제네레이터(1012)의 전압을 일정한 간격으로 단속시키는 스위치(1014)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 구비된 무선 LED 등기구 장치
무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)에 있어서,
상기 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부가 설치된 무선전력 LED 등기구 장치(A)는, LED 램프용 안정기(1)와, 무선전력 LED 조명부(2)를 포함하고,
상기 LED 램프용 안정기(1)는 전자식 안정기(11)와 무선송전코일(12)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되고, 상기 무선전력 LED 조명부(2)는 LED 구동부(21)와 무선수전코일(22)과 LED 조명판(25)이 2중 또는 3중으로 중첩되게 배치되게 되고,
상기 LED 램프용 안정기(1)는, 안정기케이스(14)의 내부의 저면에 무선송전코일(12)이 배치되고, 상기 무선송전코일(12)의 상부에 전자식 안정기(11)가 배치되고, 상기 안정기케이스(14)의 상부는 커버(16)가 배치되고, 상기 안정기케이스(14)의 내부에는 하부에서 순차적으로 적층되도록 상부에 페라이트 차단판(12b)이 형성된 송전코일(12a)로 이루어진 무선송전코일(12)과, 상기 무선송전코일(12)의 상부에 배치되는 무선전력전송 회로부(11b)와, 상기 무선전력전송 회로부(11b)의 상부에 배치되는 SMPS부(11a)가 순차적으로 배치되고,
상기 무선전력 LED 조명부(2)는, 무선수전 케이스(26)의 내부에 다수의 LED(25a)가 설치된 LED 조명판(25)이 하부에 배치되고, 상기 LED 조명판(25)의 상부에 LED 구동부(21)가 배치되고, 상기 LED 구동부(21)의 상부에 무선수전코일(22)이 복층으로 중첩되게 배치되고, 상부에 덮개(24)가 배치된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제6항에 있어서,
상기 안정기케이스(14)의 내부에는 복수의 걸림턱(14a, 14b 14c)이 형성되고,
상기 무선수전 케이스(26)의 내부에는 복수의 걸림턱(26a, 26b, 26c)이 형성된 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제6항 또는 제7항에 있어서,
안정기케이스(14)의 외측의 하단과 상기 무선수전 케이스(26)의 상단에는에는 서로 결합되기 위한 결합부가 형성되고,
상기 결합부는 나사부가 형성되거나, 돌출돌기(14g)와 요홈(26g)으로 조립되는 구조이거나, 고정요홈(14h)과 반원형 돌출부(26h)를 갖는 구조인 것을 특징으로 하는 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제1항에 있어서,
상기 에폭시수지경화층(13)에 첨가되는 성분은 이산화규소 40~45 중량%, 건식실리카 23~27 중량%, 실리카 1~2 중량%, 카본블랙 3~4 중량%, 나머지 에폭시수지인 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제6항에 있어서,
상기 안정기케이스(14) 또는 무선수전 케이스(26)내에는 에폭시수지경화층(13)이 형성되고,
상기 에폭시수지경화층(13)에 첨가되는 성분은 이산화규소 40~45 중량%, 건식실리카 23~27 중량%, 실리카 1~2 중량%, 카본블랙 3~4 중량%, 나머지 에폭시수지인 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치
제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 안정기케이스(14)는 4측면의 본체(14a)가 금속으로 금속으로 제조되어 방열효율을 증대시키고, 상부의 케이스덮개(14b)가 합성수지로 제조된 것을 특징으로 하는 무선전력 LED 램프용 안정기 및 무선전력 LED 조명부이 구비된 무선 LED 등기구 장치