WO2013119085A1 - 콤팩트 방전램프 - Google Patents

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WO2013119085A1
WO2013119085A1 PCT/KR2013/001064 KR2013001064W WO2013119085A1 WO 2013119085 A1 WO2013119085 A1 WO 2013119085A1 KR 2013001064 W KR2013001064 W KR 2013001064W WO 2013119085 A1 WO2013119085 A1 WO 2013119085A1
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ballast
housing
discharge tube
bulb base
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/001064
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English (en)
French (fr)
Inventor
강성진
강성석
Original Assignee
Kang Seong Jin
Kang Seong Seok
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Priority to BR112014019853A priority patent/BR112014019853A2/pt
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Priority to AU2013218438A priority patent/AU2013218438A1/en
Priority to EP13746837.7A priority patent/EP2813757A4/en
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Definitions

  • the present invention relates to a discharge lamp that can protect the relatively vulnerable to heat among the ballast circuit elements from the high temperature heat of the discharge tube.
  • Discharge lamps are widely used in various lighting equipment.
  • the discharge lamp includes a discharge tube made of a light transmitting material such as glass or quartz and a ballast for driving the discharge lamp, and the discharge tube is filled with discharge gas for generating discharge such as mercury vapor and buffer gas. Therefore, when power from the outside is supplied to the discharge tube through the ballast, the discharge is generated by the discharge gas inside the discharge tube, and the plasma is generated, and ultraviolet rays, visible light, and the like are emitted by the plasma.
  • a fluorescent lamp which is a kind of discharge lamp, is coated with a fluorescent material on the inner wall of the discharge tube and emits visible light to the outside of the discharge tube by ultraviolet rays emitted by the plasma.
  • FIGS. 1 and 2 various types of discharge lamps have been proposed, and in particular, as shown in FIGS. 1 and 2, bulb-type discharge lamps that can be inserted and used in a socket for a light bulb are widely used.
  • the discharge lamps of FIGS. 1 and 2 have a ballast housing 2 in which a ballast printed circuit board 4 is accommodated and a light bulb base 3 inserted into a light bulb socket, the ballast housing 2 being mechanically connected to the discharge tube 1. While coupled, it is electrically connected to supply power to the discharge tube (1).
  • the structure in which thermal isolation between the discharge tube 1 and the ballast housing 2 is not considered at all is adopted, the high temperature heat radiated from the electrode 1a side of the discharge tube 1 is seen in the ballast printing. As it is transmitted to the lower part of the circuit board 4 as it is, the inside of the ballast housing 2 rises to a high temperature, and eventually various circuit elements included in the ballast printed circuit board 4 are deteriorated or damaged due to the temperature rise. There is.
  • An object of the present invention is to provide a discharge lamp which can prevent the ballast circuit elements from being damaged by heat from the discharge tube side.
  • the discharge tube is formed to have a structure in which a ballast arrangement space is provided in the center and is provided with an electrode for receiving power;
  • a ballast housing disposed in the ballast arrangement space;
  • a bulb base coupled to one end of the ballast housing;
  • a ballast printed circuit board housed in the ballast housing, the ballast having a ballast circuit element driven by receiving power from the bulb base and supplying power to the electrode to start discharge;
  • a compact discharge lamp is provided that includes connection space forming means for providing a separate isolated connection space on an outer circumferential side of the ballast housing to electrically connect the ballast power line from the ballast printed circuit board to the electrode.
  • connection space forming means may support the discharge tube including a discharge tube support space accommodating the electrode side portion of the discharge tube therein and a discharge tube holder provided so that the connection space communicates with the discharge tube support space.
  • the discharge tube holder is provided with a discharge tube support space and the connection space therein, the holder body having an opening in communication with the connection space;
  • a cover coupled to the holder body to shield the opening, and the ballast housing includes a first housing and a second housing coupled to each other to form an accommodating space of the ballast printed circuit board.
  • the housing and the second housing are separated into one end side and the other end side of the ballast housing, and one of the holder body and the cover is provided on an outer circumference of the first housing and the second housing, and the ballast power line After being drawn out of the ballast housing through a coupling gap between the first housing and the second housing, it may be drawn into the connection space through a coupling gap between the holder body and the cover.
  • one of the first housing and the second housing has an insertion portion that is fitted to the other, the first housing and the second housing part of the ballast and the ballast power source is drawn out to the outside of the ballast housing
  • the line may be pressed into an overlapping portion of the first housing and the second housing.
  • the ballast housing and the bulb base are arranged in a line, and the connection space forming means is disposed to be relatively closer to the bulb base side of the other end side opposite to the bulb base side which is one end side of the ballast housing.
  • the ballast printed circuit board may be disposed in an arrangement direction of the ballast housing and the bulb base, and heat vulnerable elements of the ballast circuit elements may be disposed at a position furthest from the bulb base on the ballast printed circuit board.
  • the device vulnerable to heat may be a semiconductor device or an electrolytic capacitor.
  • the semiconductor device may be a transistor, a field effect transistor (FET), or a control IC.
  • ballast circuit elements Less sensitive to temperature of the ballast circuit elements may be disposed on the ballast printed circuit board at the position closest to the bulb base.
  • the discharge tube is provided with an electrode for receiving a power; Ballast housings; A bulb base coupled to one end of the ballast housing; A ballast printed circuit board housed in the ballast housing, the ballast circuit element having a ballast circuit element driven by receiving power from the bulb base and supplying power to the electrode to initiate discharge;
  • the lamp base is disposed closer to the bulb base side and the other side of the bulb base, and a heat-vulnerable element of the ballast circuit element is provided with a discharge lamp disposed on the ballast printed circuit board at a position farthest from the bulb base.
  • the ballast circuit elements and the electrodes of the discharge tube are thermally isolated as they are provided in separate spaces, and because the relatively vulnerable parts of the ballast circuit elements are disposed relatively far from the electrode side of the discharge tube, The life of the ballast can be prevented from being shortened while being damaged by various kinds of heat from the temporary discharge tube. That is, the life expectancy of the ballast can be extended.
  • FIG. 1 is a front view showing a discharge lamp according to the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a discharge lamp according to the prior art.
  • FIG 3 is a front view illustrating a compact discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a compact discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion A of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a use state diagram showing a state in which the compact discharge lamp according to the first embodiment of the present invention is applied to the ceiling-embedded luminaire.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a compact discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 and 4 are front and cross-sectional views of a compact discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion A of FIG. 4, and in FIG. 3 to FIG. 5, reference numeral 100 denotes a discharge tube.
  • Denoted at 200 is a ballast housing.
  • the discharge tube 100 is wound along the longitudinal direction (Z-axis direction) of the compact discharge lamp so as to have a spiral structure as a whole to position the ballast housing 200 inserted in the center. Ballast arrangement space 102 is provided.
  • the overall length may be approximately determined by the Z-axis size of the discharge tube 100 and the Z-axis size of the bulb base 300 coupled to the upper end of the ballast housing 200 based on FIG. 3.
  • the conventional light bulb base, the ballast housing and the discharge tube can be manufactured to have a small size compared to the discharge lamp (see Fig. 1 and 2) in a row in order.
  • Discharge tube 100 may be composed of one translucent tube or a plurality of transmissive tube connected to each other spatially. 4 and 5, the discharge tube 100 is provided with two pairs of electrodes 110 for receiving power. The discharge tube 100 may be sealed such that a portion provided with the electrodes 110 may be kept airtight. The electrode 110 is disposed on the uppermost side of the discharge tube 100 with reference to FIG. 4. The pair of electrodes arranged in this way and the other pair of electrodes 110 may be opposed to each other with the ballast arrangement space 102 therebetween.
  • the ballast housing 200 inserted into the ballast arrangement space 102 is formed to be elongated in the Z-axis direction. 3 to 5, the ballast printed circuit board 400, which receives power from the bulb base 300 and supplies the electrode 110 to the inside of the ballast housing 200, is accommodated in the Z-axis direction. .
  • the electrode mounting portions (two portions on which the two pairs of electrodes 110 are mounted in the discharge tube 100) 104 are supported, respectively, and the ballast printed circuit board (
  • a discharge tube holder 500 is provided which provides a separate isolated connection space 502 for electrically connecting the ballast power line 410 and the electrodes 110 from 400.
  • the connection space 502 thermally isolates the electrode 110 and the ballast printed circuit board 400 so that the ballast circuit elements on the ballast printed circuit board 400 are damaged by heat from the electrode 110 side. It is to prevent.
  • the ballast housing 200 includes a first housing 210 positioned in the ballast placement space 102 and a second housing 220 positioned to partially expose the ballast from the ballast placement space 102 based on FIG. 4.
  • the first housing 210 has a structure in which the upper side is open.
  • the second housing 220 has a structure in which the base 300 for the bulb is coupled to the upper end and the lower side thereof is open.
  • the first and second housings 210 and 220 are coupled to each other at the upper side and the lower side thereof, and when the first housing 210 and the second housing 220 are coupled to each other, the ballast is disposed inside the ballast housing 200.
  • a separate isolation space is provided to accommodate the printed circuit board 400. Since the first housing 210 has a longer Z-axis length than the second housing 220, the accommodating space of the ballast printed circuit board 400 may be mainly formed by the first housing 210.
  • either one of the upper end of the first housing 210 and the lower end of the second housing 220 has an inserting portion 222 fitted to the other side in part or as a whole along the circumferential direction, and thus, the first housing 210.
  • the second housing 220 are coupled to each other in a fitting manner, the upper side of the first housing 210 and the lower side of the second housing 220 overlap.
  • the ballast power supply line 410 is external to the inside of the ballast housing 200 through a coupling gap G1 formed at the coupling portion of the first housing 210 and the second housing 220. Are connected to the electrodes 110 in the connection space 502. At this time, the ballast power supply line 410 is pressed into the overlapping portion of the first housing 210 and the second housing 220.
  • the discharge tube holder 500 which serves as a means for forming the connection space 502, is provided with a discharge tube support space 504 and a connection space 502 for accommodating the electrode mounting portion 104 of the discharge tube 100 therein. 4 and 5, the holder main body 510 having an open top structure, and a shielding cover 520 coupled to an upper side of the holder main body 510 to cover the open upper side of the holder main body 510. .
  • the holder body 510 is configured such that the open upper side communicates with the discharge tube support space 504, and the discharge tube support space 504 communicates with the connection space 502.
  • the electrode mounting portion 104 may penetrate the holder body 510 to be accommodated in the discharge tube support space 504, and a portion through which the electrode mounting portion 104 penetrates from the holder body 510 may be sealed.
  • the ballast power line 410 drawn out from the ballast housing 300 has a coupling gap G2 formed at a coupling portion of the holder body 510 and the shield cover 520. It enters into the connection space 502 through.
  • the holder main body 510 and the shielding cover 520 are disposed to sandwich the lead position P of the ballast power line 410.
  • the holder body 510 is spaced apart from the first housing 210 in the X axis direction.
  • the shielding cover 520 is integrated with the second housing 220.
  • the shielding cover 520 has a cover portion covering the open upper side of the holder body 510 and a connection portion connecting the cover portion and the second housing 220.
  • Power line protection to protect the first housing 210 or holder body 510 by covering the ballast power line 410 with the connection portion of the shielding cover 520 between the first housing 210 and the holder body 510
  • the cover 512 is provided.
  • the holder body 510 may be integrated with the first housing 210, and the shielding cover 520 may be detachably coupled to the second housing 220.
  • the power line protection cover 512 may be integrated with the first housing 210 or the holder body 510.
  • FIG. 6 is a use state diagram showing a compact discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • the first embodiment can be applied to the ceiling-mounted luminaire.
  • reference numeral 50 denotes a light bulb socket, and a light bulb base 300 of the first embodiment is inserted into the light bulb socket 50 of the ceiling-embedded luminaire.
  • the discharge is started and maintained.
  • high temperature heat is generated at two pairs of electrodes 110 in operation. Since the space inside the ballast housing 200 (accommodating space of the ballast printed circuit board 400) is spatially separated from the connection space 502, the heat from the electrode 110 side of the discharge tube 100 is Rather than being transferred to the ballast printed circuit board 400 accommodated in the ballast housing 200, it is mainly discharged to the periphery of the discharge tube holder 500.
  • the ballast power line 410 is drawn out through the coupling gap (G1) of the first housing 210 and the second housing 220, and then the coupling gap (G2) of the holder body 510 and the shielding cover 520.
  • the electrode 110 is connected to the connection space 502, and due to the overlapping portion of the first housing 210 and the second housing 220 by the insertion portion 222 to pass through an elongated withdrawal path.
  • the structure of the drawing path is naturally bent at the time of drawing, in addition to the drawing and drawing path of the ballast power line 410 between the inner space of the ballast housing 200 and the connection space 502, Since there is no special communication path between the inner space and the connection space 502, heat transfer from the connection space 502 to the ballast printed circuit board 400 side is more effectively blocked.
  • the high temperature heat emitted to the periphery of the discharge tube holder 500 is moved toward the bulb base 300 which is naturally upward due to the temperature difference with the atmosphere. Since the discharge tube holder 500 is disposed in the X-axis direction from the ballast housing 200, heat emitted from the connection space 502 is mainly raised as it is rather than transferred to the ballast printed circuit board 400. In addition, as the discharge tube holder 500 is spaced apart from the ballast housing 200 in the X-axis direction, a heat insulating space 506 is formed between the ballast housing 200 and the discharge tube holder 500 by an air layer. Heat transfer from 502 to the ballast printed circuit board 400 side is further suppressed.
  • the ballast printed circuit board 400 includes circuit elements for performing a function as a ballast.
  • those vulnerable to heat among the ballast circuit elements for example, an electrolytic capacitor, a semiconductor element, and the like are disposed farthest from the electrode 110 side.
  • the ballast printed circuit based on FIG. 4. It may be the lowest side of the substrate 400.
  • the semiconductor device may be a transistor, a field effect transistor, a control IC, or the like. According to this, the life expectancy of the ballast can be further extended by more effectively preventing the temperature rise and degradation of the ballast circuit elements, which are relatively heat-sensitive.
  • ballast circuit elements for example, choke transformer, resistor, ceramic capacitor, positive temperature coefficient (PTC), etc. It is disposed close to the electrode 110 or the bulb base 300 that is the uppermost side of the circuit board 400.
  • the accommodating space of the ballast printed circuit board 400 is thermally effectively isolated from the connection space 502, when the ambient temperature is 25 ° C, the lowest portion (as seen in Fig. 4). At this time, the temperature of the lowermost part of the ballast printed circuit board 400) was maintained at 40 °C ⁇ 50 °C, the temperature of the highest portion (as seen in Figure 4, the uppermost part of the ballast printed circuit board 400) is 60 It did not exceed °C. In addition, even when applied to a skylight embedded luminaire (see Fig.
  • the temperature of the lowest portion is 60 ° C to 70 ° C
  • the transistor temperature is 90 ° C to 100 ° C
  • the temperature of the electrolytic capacitor Were maintained at 80 ° C. to 90 ° C., respectively.
  • the lowermost side of the ballast printed circuit board 400 is different from the uppermost side (the emitted heat rises and is concentrated). As a result, the temperature of the lowest part of the ballast can be lowered further.
  • the accommodating space and the connection space 502 of the ballast printed circuit board 400 are thermally isolated, and semiconductor devices such as transistors, field effect transistors, and control ICs, and electrolytic capacitors are provided with electrodes ( While disposed farthest away from the 110 side, a relatively less sensitive choke transformer or the like is disposed at the position closest to the electrode 110 side, thereby keeping the temperature of semiconductor elements and electrolytic capacitors relatively vulnerable to heat.
  • semiconductor devices such as transistors, field effect transistors, and control ICs
  • electrolytic capacitors are provided with electrodes ( While disposed farthest away from the 110 side, a relatively less sensitive choke transformer or the like is disposed at the position closest to the electrode 110 side, thereby keeping the temperature of semiconductor elements and electrolytic capacitors relatively vulnerable to heat.
  • the discharge tube 100 may be filled with an inert gas such as argon and krypton together with mercury vapor, and may further include amalgam, which is an alloy of mercury and another metal.
  • the inner wall of the discharge tube 100 may be coated with a protective film and / or phosphor such as alumina.
  • the ballast housing 200 may be made of a non-conductive material for the purpose of blocking heat.
  • the outside of the ballast housing 200 may be provided with a reflective layer made of a material such as silver nitrate, aluminum, nickel or the like so as to be able to reflect the heat.
  • a spiral base generally referred to as an Edison base, a bi-pin cap protruding from two electrode pins, or the like may be applied.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a compact discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment has all the other configurations and functions as compared with the first embodiment.
  • a plurality of U-shaped discharge tubes 100A are applied instead of the spiral discharge tubes (see 100 in FIGS. 3 and 4). That is, this second embodiment illustrates that by arranging a plurality of U-shaped discharge tubes 100A in a circumferential shape, a ballast arrangement space (see 102 in FIG. 4) can be provided in the center.

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Abstract

본 발명은, 중앙에 안정기 배치공간이 마련된 구조를 갖도록 형성되고, 전극이 구비된 방전관과; 안정기 배치공간에 배치된 안정기 하우징과; 안정기 하우징의 일단부에 결합된 전구용 베이스와; 안정기 하우징에 수용되고, 전구용 베이스로부터 전원을 공급받아 전극에 공급하며, 안정기 회로소자를 갖는 안정기 인쇄회로기판과; 안정기 인쇄회로기판으로부터의 안정기 전원선과 전극의 전기적 연결을 위하여 안정기 하우징의 외주 측에 별도의 격리된 접속공간을 마련하는 접속공간 형성수단을 포함하기 때문에, 안정기 회로소자가 방전관 측으로부터의 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있는 콤팩트 방전램프를 제공한다.

Description

콤팩트 방전램프
본 발명은 안정기 회로소자들 중 상대적으로 열에 취약한 것을 방전관 측 고온의 열로부터 보호할 수 있는 방전램프에 관한 것이다.
방전램프는 각종의 조명설비에 널리 이용된다. 일반적으로, 방전램프는 유리 또는 석영 등 투광재료로 이루어진 방전관 및 방전램프의 구동을 위한 안정기를 포함하고, 방전관에는 수은증기, 버퍼가스 등 방전을 일으키기 위한 방전가스가 봉입된다. 따라서, 방전관에 외부로부터의 전원이 안정기를 통하여 공급되면, 방전관의 내부에서는 방전가스에 의하여 방전이 이루어지면서 플라즈마가 생성되고, 이 플라즈마에 의하여 자외선, 가시광선 등이 방출된다. 방전램프의 일종인 형광램프는 방전관의 내벽에 형광물질이 도포되며, 플라즈마에 의하여 방출되는 자외선에 의하여 방전관의 외부로 가시광선을 방출한다.
현재, 여러 형태의 방전램프가 제안되어 있는바, 특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전구용 소켓에 삽입하여 사용할 수 있는 전구형 방전램프가 널리 보급되어 있다. 도 1 및 도 2의 방전램프는 안정기 인쇄회로기판(4)이 수용된 안정기 하우징(2) 및 전구용 소켓에 삽입되는 전구용 베이스(3)를 갖고, 안정기 하우징(2)은 방전관(1)과 기계적으로 결합된 한편, 전기적으로 연결되어 방전관(1)에 전원을 공급한다.
그러나, 이와 같은 방전램프는 방전관(1), 안정기 하우징(2) 및 전구용 베이스(3)가 일렬로 결합됨에 따라 그 길이가 일반적인 백열전구에 비하여 상당히 길어서 일반적인 백열전구용 등기구에 적용할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 방전관(1)과 안정기 하우징(2) 간 열적 격리가 전혀 고려되지 않은 구조를 채택하고 있기 때문에, 방전관(1)의 전극(1a) 측으로부터 발산되는 고온의 열이 도 2에서 보아 안정기 인쇄회로기판(4)의 하부 전반에 그대로 전달되면서, 안정기 하우징(2)의 내부가 고온으로 상승되고, 결국 안정기 인쇄회로기판(4)에 포함된 각종 회로소자가 온도 상승으로 인하여 열화되거나 파손되는 문제가 있다.
이에 따라, 안정기 회로소자들을 방전관(1) 측 고온의 열로부터 안전하게 보호할 수 있는 방전램프가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 안정기 회로소자들이 방전관 측으로부터의 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있는 방전램프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중앙에 안정기 배치공간이 마련된 구조를 갖도록 형성되고, 전원을 공급받는 전극이 구비된 방전관과; 상기 안정기 배치공간에 배치된 안정기 하우징과; 상기 안정기 하우징의 일단부에 결합된 전구용 베이스와; 상기 안정기 하우징에 수용되고, 상기 전구용 베이스로부터 전원을 공급받아 상기 전극에 공급함으로써 방전을 개시시키며, 개시한 방전이 유지되도록 구동하는 안정기 회로소자를 갖는 안정기 인쇄회로기판과; 상기 안정기 인쇄회로기판으로부터의 안정기 전원선과 상기 전극을 전기적으로 연결하기 위하여 상기 안정기 하우징의 외주 측에 별도의 격리된 접속공간을 마련하는 접속공간 형성수단을 포함하는 콤팩트 방전램프가 제공된다.
상기 접속공간 형성수단은 내부에 상기 방전관의 상기 전극 측 부분을 수용하는 방전관 지지공간 및 상기 접속공간이 상기 방전관 지지공간과 연통하도록 마련된 방전관 홀더를 포함하여 상기 방전관을 지지할 수 있다.
상기 방전관 홀더는 내부에 상기 방전관 지지공간 및 상기 접속공간이 마련되며, 상기 접속공간과 연통된 개구부를 갖는 홀더 본체와; 상기 홀더 본체에 상기 개구부를 차폐하도록 결합된 커버를 포함하고, 상기 안정기 하우징은 서로 결합되어 내부에 상기 안정기 인쇄회로기판의 수용공간을 형성하는 제1하우징과 제2하우징을 포함하되, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징은 상기 안정기 하우징의 일단 측과 타단 측으로 분리되며, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징 중 하나의 외주에는 상기 홀더 본체와 상기 커버 중 하나가 구비되고, 상기 안정기 전원선은 상기 제1하우징과 상기 제2하우징 사이의 결합간극을 통하여 상기 안정기 하우징의 외부로 인출된 후, 상기 홀더 본체와 상기 커버 사이의 결합간극을 통하여 상기 접속공간으로 인입될 수 있다.
여기에서, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징 중 하나는 다른 하나에 끼워지는 삽입부를 가져, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징은 일부가 중첩되고, 상기 안정기 하우징의 외부로 인출되는 상기 안정기 전원선은 상기 제1하우징과 제2하우징의 중첩 부분에 압입될 수 있다.
상기 안정기 하우징과 상기 전구용 베이스는 일렬로 배치되고, 상기 접속공간 형성수단은 상기 안정기 하우징의 일단 측인 상기 전구용 베이스 측과 그 반대쪽인 타단 측 중 상기 전구용 베이스 측에 상대적으로 더 근접하도록 배치되며, 상기 안정기 인쇄회로기판은 상기 안정기 하우징과 전구용 베이스의 배열방향으로 배치되고, 상기 안정기 회로소자 중 열에 취약한 소자는 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 먼 위치에 배치될 수 있다.
여기에서, 상기 열에 취약한 소자는 반도체소자 또는 전해콘덴서일 수 있다. 그리고, 상기 반도체소자는 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 컨트롤IC일 수 있다.
상기 안정기 회로소자 중 온도에 상대적으로 덜 민감한 소자는 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 가까운 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원을 공급받는 전극이 구비된 방전관과; 안정기 하우징과; 상기 안정기 하우징의 일단부에 결합된 전구용 베이스와; 상기 안정기 하우징에 수용되고, 상기 전구용 베이스로부터 전원을 공급받아 상기 전극에 공급함으로써 방전을 개시시키며, 개시한 방전이 유지되도록 구동하는 안정기 회로소자를 갖는 안정기 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 전극은 상기 전구용 베이스 측과 그 반대쪽 중 상기 전구용 베이스 측에 상대적으로 더 근접하도록 배치되며, 상기 안정기 회로소자 중 열에 취약한 소자는 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 먼 위치에 배치된 방전램프가 제공된다.
본 발명은 안정기 회로소자와 방전관의 전극이 각각 별도의 공간에 구비됨에 따라 열적으로 격리되어 있고, 안정기 회로소자들 중 상대적으로 열에 취약한 부품이 방전관의 전극 측으로부터 상대적으로 먼 곳에 배치되기 때문에, 안정기가 방전관으로부터의 열에 의하여 각종의 손상을 입으면서 안정기의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 안정기의 기대수명을 연장할 수 있는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 방전램프가 도시된 정면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 방전램프가 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 단면도이다.
도 5는 도 4의 A부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 천장매립형 등기구에 적용된 상태를 나타내는 사용상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 콤팩트 방전램프의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다. 참고로, 본 발명은 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다.
도 3, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 정면도 및 단면도이고, 도 5는 도 4의 A부 확대도로, 도 3 내지 도 5에서, 도면부호 100은 방전관이고, 도면부호 200은 안정기 하우징이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 방전관(100)은 전체적으로 나선형 구조를 갖도록 콤팩트 방전램프의 길이방향(Z축방향)을 따라 감기어 중앙에 안정기 하우징(200)을 삽입된 형태로 위치시킬 수 있는 안정기 배치공간(102)이 마련된다. 이에, 제1실시예는 방전관(100)의 Z축방향 크기와 도 3을 기준으로 안정기 하우징(200)의 상단부에 결합된 전구용 베이스(300)의 Z축방향 크기에 의하여 전체 길이가 대략적으로 결정될 수 있고, 종래의 전구용 베이스, 안정기 하우징 및 방전관이 순서대로 일렬로 결합된 방전램프(도 1과 도 2 참조)에 비하여 작은 크기를 갖도록 소형으로 제작할 수 있다.
방전관(100)은 하나의 투광재질 관 또는 서로가 공간적으로 통하도록 연결된 복수의 투광재질 관으로 구성될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 방전관(100)에는 전원을 공급받기 위한 두 쌍의 전극(110)이 구비된다. 방전관(100)은 전극(110)들이 구비된 부분이 기밀 유지 가능하도록 실링될 수 있다. 전극(110)은 도 4를 기준으로 방전관(100)의 최상 측에 배치된다. 이렇게 배치된 한 쌍과 다른 쌍의 전극(110)은 안정기 배치공간(102)을 사이에 두고 서로 대향될 수 있다.
안정기 배치공간(102)에 삽입된 안정기 하우징(200)은 Z축방향으로 기다랗도록 형성된다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 안정기 하우징(200)의 내부에는 전구용 베이스(300)로부터 전원을 공급받아 전극(110)에 공급하는 안정기 인쇄회로기판(400)이 Z축방향으로 수용된다. 안정기 하우징(200)의 외주에는 방전관(100)의 전극 장착부분(방전관(100)에서 두 쌍의 전극(110)이 장착된 두 부분)(104)을 각각 지지하는 것과 동시에, 안정기 인쇄회로기판(400)으로부터의 안정기 전원선(410)과 전극(110)들을 전기적으로 연결하기 위한 별도의 격리된 접속공간(502)을 제공하는 방전관 홀더(500)가 구비된다. 이 때, 접속공간(502)은 전극(110)과 안정기 인쇄회로기판(400)을 열적으로 격리시켜 안정기 인쇄회로기판(400) 상의 안정기 회로소자가 전극(110) 측으로부터의 열에 의하여 손상되는 문제를 방지하기 위한 것이다.
안정기 하우징(200)은 안정기 배치공간(102)에 위치한 제1하우징(210), 도 4를 기준으로 안정기 배치공간(102)으로부터 상측으로 일부가 노출되도록 위치한 제2하우징(220)을 포함한다. 도 4를 기준으로 할 때, 제1하우징(210)은 상단 측이 개방된 구조를 갖는다. 그리고, 제2하우징(220)은 상단부에 전구용 베이스(300)가 결합되고 하단 측이 개방된 구조를 갖는다. 제1하우징(210)과 제2하우징(220)은 상단 측과 하단 측이 서로 결합되어, 제1하우징(210)과 제2하우징(220)의 결합 시, 안정기 하우징(200)의 내부에는 안정기 인쇄회로기판(400)을 수용할 수 있는 별도의 격리공간이 마련된다. 제1하우징(210)은 Z축방향 길이가 제2하우징(220)에 비하여 길어, 안정기 인쇄회로기판(400)의 수용공간은 주로 제1하우징(210)에 의하여 형성될 수 있다.
도 4와 같이, 제1하우징(210)의 상단과 제2하우징(220)의 하단 중 어느 한쪽에는 다른 쪽에 끼워지는 삽입부(222)가 둘레방향을 따라 부분 또는 전체적으로 마련되어, 제1하우징(210)과 제2하우징(220)은 끼움방식으로 서로 결합되고, 제1하우징(210)의 상단 측과 제2하우징(220)의 하단 측은 중첩된다.
도 4와 도 5를 참조하면, 안정기 전원선(410)은 제1하우징(210)과 제2하우징(220)의 결합부분에 생기는 결합간극(G1)을 통하여 안정기 하우징(200)의 내부에서 외부로 인출되어 접속공간(502)에서 전극(110)과 각각 접속된다. 이 때, 안정기 전원선(410)은 제1하우징(210)과 제2하우징(220)의 중첩부분에 압입된다.
접속공간(502)을 형성하는 수단으로서의 역할을 겸하는 방전관 홀더(500)는, 내부에 방전관(100)의 전극 장착부분(104)을 수용하는 방전관 지지공간(504) 및 접속공간(502)이 마련되고 도 4와 도 5에서 보아 상측이 개방된 구조를 갖는 홀더 본체(510), 홀더 본체(510)의 상측에 결합되어 홀더 본체(510)의 개방된 상측을 덮는 차폐커버(520)를 포함한다.
여기에서, 홀더 본체(510)는, 개방된 상측은 방전관 지지공간(504)과 연통하고, 방전관 지지공간(504)은 접속공간(502)과 연통하도록 구성된다. 전극 장착부분(104)은 홀더 본체(510)에 관통되어 방전관 지지공간(504)에 수용될 수 있고, 홀더 본체(510)에서 전극 장착부분(104)이 관통된 부분은 실링될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 안정기 하우징(300)으로부터 외부로 인출된 안정기 전원선(410)은 홀더 본체(510)와 차폐커버(520)의 결합부분에 생기는 결합간극(G2)을 통하여 접속공간(502)으로 인입된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 홀더 본체(510)와 차폐커버(520)는 안정기 전원선(410)의 인출위치(P)를 사이에 두고 있도록 배치된다. 홀더 본체(510)는 제1하우징(210)으로부터 X축방향으로 이격된다. 차폐커버(520)는 제2하우징(220)과 일체형이다. 차폐커버(520)는 홀더 본체(510)의 개방된 상측을 덮는 커버부분 및 이 커버부분과 제2하우징(220)을 연결하는 연결부분을 갖는다. 제1하우징(210) 또는 홀더 본체(510)에는 제1하우징(210)과 홀더 본체(510) 사이에서 차폐커버(520)의 연결부분과 함께 안정기 전원선(410)을 덮어서 보호하는 전원선 보호커버(512)가 마련된다.
한편, 실시조건에 따라서는 홀더 본체(510)가 제1하우징(210)과 일체형이고, 차폐커버(520)가 제2하우징(220)에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 그리고, 전원선 보호커버(512)는 제1하우징(210) 또는 홀더 본체(510)와 일체형일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 사용상태도이다. 도 6에서와 같이, 제1실시예는 천장매립형 등기구에 적용될 수 있다. 도 6에서 도면부호 50은 전구용 소켓인데, 이 천장매립형 등기구의 전구용 소켓(50)에는 제1실시예의 전구용 베이스(300)가 삽입된다. 이러한 제1실시예는 방전관(100)의 전극(110)에 안정기 인쇄회로기판(400)을 통하여 전원이 공급되면 방전이 개시 및 유지된다.
제1실시예는 작동 시 두 쌍의 전극(110) 측에서 고온의 열이 발생된다. 안정기 하우징(200)은 그 내부의 공간(안정기 인쇄회로기판(400)의 수용공간)이 접속공간(502)과 서로 공간적으로 격리되어 있으므로, 방전관(100)의 전극(110) 측으로부터의 열은 안정기 하우징(200)에 수용된 안정기 인쇄회로기판(400)으로 전달되기보다는 주로 방전관 홀더(500)의 주변으로 방출된다.
아울러, 안정기 전원선(410)은 제1하우징(210)과 제2하우징(220)의 결합간극(G1)을 통하여 인출된 후, 홀더 본체(510)와 차폐커버(520)의 결합간극(G2)을 통하여 접속공간(502)으로 인입, 전극(110)과 접속되고, 삽입부(222)에 의한 제1하우징(210)과 제2하우징(220)의 중첩부분으로 인하여 기다란 인출경로를 거쳐야 할 뿐만 아니라, 인출 시에 이러한 인출경로의 구조상 자연히 구부러지므로, 안정기 하우징(200)의 내부공간과 접속공간(502) 사이에는 안정기 전원선(410)의 인출 및 인입경로 외에, 안정기 하우징(200)의 내부공간과 접속공간(502)을 연통시키는 특별한 연통로가 없어서, 접속공간(502)으로부터 안정기 인쇄회로기판(400) 측으로의 열전달은 보다 효과적으로 차단된다.
방전관 홀더(500)의 주변으로 방출되는 고온의 열은 대기와의 온도차이로 인하여 자연히 상측방향인 전구용 베이스(300) 측으로 이동된다. 방전관 홀더(500)는 안정기 하우징(200)으로부터 X축방향으로 배치되므로, 접속공간(502)에서 방출되는 열은 안정기 인쇄회로기판(400) 측으로 전달되기보다는 주로 그대로 상승된다. 또, 방전관 홀더(500)가 안정기 하우징(200)으로부터 X축방향으로 이격됨에 따라, 안정기 하우징(200)과 방전관 홀더(500) 사이에는 공기층에 의한 단열공간(506)이 형성되므로, 접속공간(502)으로부터 안정기 인쇄회로기판(400) 측으로의 열전달은 더욱 억제된다.
안정기 인쇄회로기판(400)에는 안정기로서의 기능을 수행하기 위한 회로소자들이 포함된다. 열에 의한 안정기 회로소자들의 각종 손상을 보다 효과적으로 방지하기 위하여, 안정기 회로소자들 중 열에 취약한 것, 예를 들어, 전해콘덴서, 반도체소자 등은 전극(110) 측으로부터 가장 먼 곳에 배치된다. 이 때, 전극(110) 측으로부터 가장 먼 곳은 전극(110)을 수용한 접속공간(502)이 상대적으로 전구용 베이스(300) 측에 더 근접하도록 배치되기 때문에, 도 4를 기준으로 안정기 인쇄회로기판(400)의 최하 측일 수 있다. 반도체소자는 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터, 컨트롤IC 등일 수 있다. 이에 따르면, 안정기 회로소자들 중 상대적으로 열에 취약한 것들의 온도 상승 및 열화를 보다 효과적으로 방지하여 안정기의 기대수명 더욱 연장할 수 있다.
반면, 안정기 회로소자들 중 온도에 상대적으로 덜 민감한 것(상대적으로 내열성이 우수한 것), 예를 들어, 초크트랜스, 저항, 세라믹 콘덴서, PTC(positive temperature coefficient) 등은 도 4를 기준으로 안정기 인쇄회로기판(400)의 최상 측인 전극(110)이나 전구용 베이스(300) 측에 가깝게 배치된다.
알루미늄 케이스에 밀봉된 전해액으로 특성이 유지되는 전해콘덴서의 경우에는 온도가 10℃ 상승되면 수명이 절반으로 떨어지는 것으로 보고되고 있다. 스위칭소자로 사용되는 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터, 컨트롤IC 등의 반도체소자들은 소정의 온도 이상이 되면 회로가 오작동을 하거나 파손되는 경향이 있는데, 특히나 고온에서의 순간적인 정전 또는 전압의 급격한 변화는 전해콘덴서 또는 스위칭소자의 순간적인 오작동을 야기하여 파손에 이르게 한다.
본 출원인에 의한 실험에 따르면, 주변온도가 25℃인 경우, 종래의 방전램프(도 1과 도 2 참조)에 있어서, 1시간 동안 작동시킨 후 안정기의 온도를 측정한 결과, 가장 낮은 부분의 온도는 60℃, 전극 측의 온도는 80℃를 각각 초과하였다. 그리고, 천창매립형 등기구(도 6 참조)에 적용하고 동일한 조건에서 안정기의 온도를 측정한 결과, 가장 낮은 부분의 온도는 85℃ ~ 90℃, 트랜지스터의 온도는 110℃ ~ 120℃이었고, 전해콘덴서의 온도는 100℃를 초과하였으며, 전극 측의 온도는 125℃를 초과하였다.
제1실시예에 있어서, 안정기는 안정기 인쇄회로기판(400)의 수용공간이 접속공간(502)과 열적으로 효과적으로 격리되어 있기 때문에, 주변온도가 25℃인 경우, 가장 낮은 부분(도 4에서 보았을 때, 안정기 인쇄회로기판(400)의 최하 부분)의 온도는 40℃ ~ 50℃를 유지하였고, 가장 높은 부분(도 4에서 보았을 때, 안정기 인쇄회로기판(400)의 최상 부분)의 온도는 60℃를 초과하지 않았다. 또, 천창매립형 등기구(도 6 참조)에 적용하고 동일한 조건에서의 안정기 온도 측정결과를 보더라도, 가장 낮은 부분의 온도는 60℃ ~ 70℃, 트랜지스터의 온도는 90℃ ~ 100℃, 전해콘덴서의 온도는 80℃ ~ 90℃를 각각 유지하였다. 참고로, 천창매립형 등기구에 적용 시에는 안정기 인쇄회로기판(400)의 최하 측은 반대쪽인 최상 측(방출되는 열이 상승하여 집중된다.)과 달리, 주변온도의 영향을 많이 받을 수밖에 없으므로, 주변온도에 따라서는 안정기에서 가장 낮은 부분의 온도는 더욱 낮출 수 있다.
이상에서와 같이, 제1실시예는 안정기 인쇄회로기판(400)의 수용공간과 접속공간(502)이 열적으로 격리되고, 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터 및 컨트롤IC 등의 반도체소자와 전해콘덴서가 전극(110) 측으로부터 가장 먼 곳에 배치되는 한편, 상대적으로 온도에 덜 민감한 초크트랜스 등이 전극(110) 측에 가장 가까운 위치에 배치됨으로써, 상대적으로 열에 취약한 반도체소자와 전해콘덴서의 온도를 낮게 유지시키는 데 성공하였고, 이로 인하여 순간적 정전이나 전압의 급격한 변동에도 별도의 보호회로 없이 회로를 안정적으로 유지할 수 있는 데다, 안정기의 기대수명을 약 2배 이상 연장할 수 있는 것으로 확인되었다.
한편, 방전관(100)에는 수은증기와 함께 아르곤, 크립톤 등 불활성기체가 충전될 수 있고, 수은과 다른 금속의 합금인 아말감이 더 포함될 수도 있다. 그리고, 방전관(100)의 내벽에는 알루미나 등의 보호막 및/또는 형광체가 피복될 수 있다.
안정기 하우징(200)은 열을 차단할 목적으로 비전도성 재질로 이룰 수 있다. 또한, 안정기 하우징(200)의 외부에는 열에 대한 반사가 가능하도록 질산은이나 알루미늄, 니켈 등의 물질로 이루어진 반사층이 구비될 수 있다.
전구용 베이스(300)로는 일반적으로 에디슨 베이스라 칭하는 나선형 베이스, 두 개의 전극핀이 돌출된 바이-핀 캡(bi-pin cap) 등이 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 콤팩트 방전램프가 도시된 단면도로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시예는 제1실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 나선형의 방전관(도 3, 도 4의 도면부호 100 참조) 대신에, 복수의 Ｕ자형 방전관(100A)을 적용한 점만이 상이하다. 즉, 이러한 제2실시예는 복수의 Ｕ자형 방전관(100A)을 원주상으로 배열함으로써, 중앙에 안정기 배치공간(도 4의 도면부호 102 참조)을 마련할 수 있음을 예시한다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (9)

  1. 중앙에 안정기 배치공간이 마련된 구조를 갖도록 형성되고, 전원을 공급받는 전극이 구비된 방전관과;
    상기 안정기 배치공간에 배치된 안정기 하우징과;
    상기 안정기 하우징의 일단부에 결합된 전구용 베이스와;
    상기 안정기 하우징에 수용되고, 상기 전구용 베이스로부터 전원을 공급받아 상기 전극에 공급함으로써 방전을 개시시키며, 개시한 방전이 유지되도록 구동하는 안정기 회로소자를 갖는 안정기 인쇄회로기판과;
    상기 안정기 인쇄회로기판으로부터의 안정기 전원선과 상기 전극을 전기적으로 연결하기 위하여 상기 안정기 하우징의 외주 측에 별도의 격리된 접속공간을 마련하는 접속공간 형성수단을 포함하는 콤팩트 방전램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속공간 형성수단은, 내부에 상기 방전관의 상기 전극 측 부분을 수용하는 방전관 지지공간 및 상기 접속공간이 상기 방전관 지지공간과 연통하도록 마련된 방전관 홀더를 포함하여 상기 방전관을 지지하는 콤팩트 방전램프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방전관 홀더는, 내부에 상기 방전관 지지공간 및 상기 접속공간이 마련되며, 상기 접속공간과 연통된 개구부를 갖는 홀더 본체와; 상기 홀더 본체에 상기 개구부를 차폐하도록 결합된 커버를 포함하고,
    상기 안정기 하우징은 서로 결합되어 내부에 상기 안정기 인쇄회로기판의 수용공간을 형성하는 제1하우징과 제2하우징을 포함하되, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징은 상기 안정기 하우징의 일단 측과 타단 측으로 분리되며,
    상기 제1하우징과 상기 제2하우징 중 하나의 외주에는, 상기 홀더 본체와 상기 커버 중 하나가 구비되고,
    상기 안정기 전원선은, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징 사이의 결합간극을 통하여 상기 안정기 하우징의 외부로 인출된 후, 상기 홀더 본체와 상기 커버 사이의 결합간극을 통하여 상기 접속공간으로 인입된 콤팩트 방전램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1하우징과 상기 제2하우징 중 하나는 다른 하나에 끼워지는 삽입부를 가져, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징은 일부가 중첩되고,
    상기 안정기 하우징의 외부로 인출되는 상기 안정기 전원선은, 상기 제1하우징과 제2하우징의 중첩 부분에 압입된 콤팩트 방전램프.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 안정기 하우징과 상기 전구용 베이스는, 일렬로 배치되고,
    상기 접속공간 형성수단은, 상기 안정기 하우징의 일단 측인 상기 전구용 베이스 측과 그 반대쪽인 타단 측 중 상기 전구용 베이스 측에 상대적으로 더 근접하도록 배치되며,
    상기 안정기 인쇄회로기판은, 상기 안정기 하우징과 전구용 베이스의 배열방향으로 배치되고,
    상기 안정기 회로소자 중 열에 취약한 소자는, 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 먼 위치에 배치된 콤팩트 방전램프.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열에 취약한 소자는, 반도체소자 또는 전해콘덴서인 콤팩트 방전램프.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반도체소자는, 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 컨트롤IC인 콤팩트 방전램프.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 안정기 회로소자 중 온도에 상대적으로 덜 민감한 소자는, 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 가까운 위치에 배치된 콤팩트 방전램프.
  9. 전원을 공급받는 전극이 구비된 방전관과;
    안정기 하우징과;
    상기 안정기 하우징의 일단부에 결합된 전구용 베이스와;
    상기 안정기 하우징에 수용되고, 상기 전구용 베이스로부터 전원을 공급받아 상기 전극에 공급함으로써 방전을 개시시키며, 개시한 방전이 유지되도록 구동하는 안정기 회로소자를 갖는 안정기 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 전극은, 상기 전구용 베이스 측과 그 반대쪽 중 상기 전구용 베이스 측에 상대적으로 더 근접하도록 배치되며,
    상기 안정기 회로소자 중 열에 취약한 소자는, 상기 안정기 인쇄회로기판 상에서 상기 전구용 베이스로부터 가장 먼 위치에 배치된 방전램프.
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