KR20090090973A - 전원장치 및 그를 갖는 외부전극 형광램프를 이용한 등기구 - Google Patents

전원장치 및 그를 갖는 외부전극 형광램프를 이용한 등기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원장치 및 그를 갖는 외부전극 형광램프를 이용한 등기구에 관한 것으로서, 외부전극 형광램프는 하판패널의 상부면에 다수 배치하여 커넥터에 연결하고, 투명재 혹은 확산재의 패널덮개가 그 위를 덮도록 한다. 하판패널의 상부면에는 반사체를 도포하거나 반사시트를 부착하고, 하판패널의 하부면에는 전원장치를 배치한다. 전원장치는 금속덮개로 덮는다. 전원장치는 하판패널 양단의 커넥터에 대응하도록 하판패널 하부에 양단으로 분리된 복수개의 트랜스포머를 분리 배치한다. 따라서 트랜스포머에서 출력되는 출력선이 최단 길이로 커넥터에 연결하여 누설전류를 최소화하고 안정된 전력을 외부전극 형광램프에 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 등기구는 외부전극 형광램프로 직경이 수 mm인 세관을 사용하므로 박형의 고휘도 등기구에 적용할 수 있다.
등기구, 외부전극 형광램프, 고휘도, 인버터, SMPS, 트랜스포머

Description

전원장치 및 그를 갖는 외부전극 형광램프를 이용한 등기구{Power Supply And Lighting Fixture Using External Electrode Fluorescent Lamp Having The Same}
본 발명은 등기구에 관한 것으로서, 구체적으로는 고효율의 배치구조를 갖는 전원장치 및 그를 갖는 고휘도의 외부전극 형광램프를 이용한 등기구에 관한 것이다.
형광등을 이용한 다양한 등기구들이 현재 사용되고 있다. 형광등 등기구는 가정이나 사무실, 산업시설이나 공공시설 등 모든 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 액자형 패널 형태로서 광고판으로도 이용되고 있다. 일반 형광등은 직경이 수 cm의 열음극 형광램프이며, 이를 이용한 등기구는 소정의 전원장치와 함께 다양한 형태로 디자인되어 사용되고 있다.
외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL)는 직경이 수 mm인 세관을 사용함으로서 박형의 등기구가 가능하다. 그러나 일반 열음극 형광등(효율 80~100 lm/W)에 비하여 외부전극 형광램프의 효율은 40 lm/W 이하로 낮기 때문에 일반 등기구로의 적용이 불리하였다. 또한, 외부전극 형광램프를 사용하여 박형의 대형 액자패널을 제작하는 경우에 다수 개의 외부전극 형광램프를 다수 개의 전원 장치와 함께 구성하는데, 전원장치의 고압선과 고주파수(수 10 kHz)에 따르는 누설전류 및 전력 소모가 크고 동시에 전원장치간의 상호 간섭 등으로 고휘도와 고효율의 등기구 및 이를 활용한 대형 패널이 불가하였다.
따라서 본 발명의 목적은 외부전극 형광램프를 이용하는 등기구를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부전극 형광램프의 고휘도 및 고효율 실현으로 등기구의 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 등기구 전원장치의 구동 효율 향상과 전원장치 간의 상호 간섭을 배제하기 위한 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 인버터(inverter)와 복수개의 트랜스포머(transformer)를 포함하여 구성되는 등기구의 전원장치를 제공한다. 인버터는 하판패널의 하부면에 설치되며, 직류를 교류로 변환하여 출력한다. 복수개의 트랜스포머는 하판패널의 상부면의 양쪽에 설치된 커넥터에 근접하게 하판패널의 하부면에 배치되어 커넥터에 연결되며, 인버터에서 출력된 교류를 입력받아 커넥터로 공급한다.
본 발명은 또한, 고휘도 및 고효율의 외부전극 형광램프를 이용한 등기구를 제공한다. 본 발명에 따른 등기구는 외부전극 형광램프, 하판패널, 패널덮개 및 전원장치를 포함하여 구성된다. 적어도 하나의 외부전극 형광램프는 양단부에 외부전극이 형성되어 있다. 하판패널은 상부면에 외부전극 형광램프가 설치되며, 외부전극이 접속되는 커넥터가 양쪽에 설치되어 있다. 패널덮개는 외부전극 형광램프를 포함하여 하부 패널의 상부면을 덮는다. 그리고 전원장치는 하판패널의 하부면에 설치되며, 외부전극 형광램프에 교류를 공급한다. 특히 전원장치는 직류를 교류로 변환하여 출력하는 인버터와, 양쪽의 커넥터에 각각 근접하게 배치되어 커넥터에 연결되며, 인버터에서 출력되는 교류를 입력받아 커넥터로 공급하는 복수개의 트랜스포머를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면 등기구는 알루미노-실리케이트(alumino-silicate) 유리관의 외부전극 형광램프를 이용함으로써 고휘도를 구현할 수 있기 때문에, 일반 원통형 형광등 등기구를 대체할 경우 동등한 효율로 램프 휘도를 약 2배 향상시킬 수 있다. 이로 인해 본 발명에 따른 등기구는 천정타일 교체형 등기구(ceiling-textile EEFL-fixture), 대형 광고판이나 선형 패널 등기구(linear panel fixture) 등에도 적용할 수 있다.
그리고 전원장치의 트랜스포머는 양쪽의 커넥터에 가깝게 분리 배치하고, 트랜스포머와 인버터를 금속 덮개로 덮어 차폐함으로써, 전원장치의 구동 효율의 향상과 상호 간섭을 억제할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등기구(100)의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등기구(100)의 결합된 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 등기구(100)는 하판패널(20)의 상부면에 외부전극 형광램프(10)를 다수 배치하고 투명재의 패널덮개(30)를 덮는 구조를 가진다. 하판패널(20)의 상부면에는 반사체(21)를 도포하거나 반사시트를 부착하고, 하부면에는 전원장치(40)를 배치한다. 그리고 전원장치(40)는 금속덮개(50)로 덮는다.
외부전극 형광램프(10)는 유리관(12)과, 유리관(12)의 양단에 형성된 외부전극(14)을 포함하여 구성된다. 유리관(12)은 내부 표면에 형광물질이 도포되어 있으며, 내부에 불활성 가스와 수은 가스를 주입되어 양단이 밀봉된 형태를 갖는다. 외부전극(14)은 유리관(12)의 양단의 외부 표면에 결합된다. 외부전극 형광램프(10)는 휘도가 10,000~35,000 cd/㎡인 것을 이용한다. 외부전극 형광램프(10)의 유리관(12)은 수은 저감이 없는 그린 유리관을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 알루미노-실리케이트 유리관을 사용할 수 있다. 이러한 유리관(12)은 외부전극 형광램프(10)의 고휘도, 고효율, 장수명, 저수은량을 실현하는데 적합하다.
알루미노-실리케이트 유리관은 종래의 외부전극 형광램프에 사용되는 보로-실리케이트(Boro-silicate)나 일반 소다-라임(Soda-lime) 유리관에 비하여, 유전특성이 우수하고, 고전압 방전에서 유리관의 파손(핀홀 현상)이 없으며, 흑화 현상이 거의 없다. 즉 알루미노-실리케이트 유리관은 유전상수 값이 크고, 유전손실이 적기 때문에 고휘도 및 고효율을 실현할 수 있다. 알루미노-실리케이트 유리관은 고전압 방전에도 핀홀 발생이 없으므로 방전의 안전성과 고휘도 달성이 용이하다. 그리고 알루미노-실리케이트 유리관은 흑화 현상이 없으므로 수은 소모가 없기 때문에, 장수명과 수은량의 최소화에 따른 친환경적인 그린 램프(Green-lamp)가 가능하다. 따라서 일루미노-실리게이트로 제조된 외부전극 형광램프(10)는 10,000~35,000 cd/㎡의 고휘도, 80 lm/W의 고효율, 50,000 시간 이상의 장수명 및 저수은의 친환경 램프이다.
본 실시예에 적용되는 외부전극 형광램프(10)의 유리관(12)으로는 관경이 수 mm이고, 길이는 수 십 cm 내지 2 m을 갖는 유리관을 사용할 수 있다.
하판패널(20)은 상부면 양쪽에 커넥터(22)가 설치되어 있다. 외부전극 형광램프(10)는 양단이 커넥터(22)에 고정되고 외부전극(14)을 통해 커넥터(23)와 전기적으로 연결된다. 커넥터(22)에 위치한 외부전극(14) 부분은 전극덮개(23)로 덮어 고정한다. 커넥터(22) 및 전극덮개(23)의 구조, 외부전극 형광램프(10)와 커넥터(22)의 연결구조 등은 다양하게 구현할 수 있다.
패널덮개(30)는 외부전극 형광램프(10)의 옆쪽을 덮을 수 있는 형태로 제작된 측면 투과형이다. 따라서 외부전극 형광램프(10)로부터 방출되는 빛이 패널덮 개(30)를 통해 옆쪽으로 투과될 수 있도록 한다.
한편, 패널덮개(30)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 투명재나 유우빛의 확산재를 사용하여 여러 가지 형태의 집광 기능이나 빛의 확산 기능을 갖는 요철을 안쪽면(31) 또는 바깥면(33)에 형성할 수 있다. 안쪽면(31)에 볼록 렌즈(24a)나 오목형 프리즘 렌즈(24b, 24c)를 형성할 수 있다. 바깥면(33)에는 블록 렌즈(24d)나 볼록형 프리즘 렌즈(24e)를 형성할 수 있다. 한편 본 실시예에서는 안쪽면(31)과 바깥면(33)에 각각 요철을 형성하는 예를 개시하였지만, 양면(31, 33)에 모두 요철을 형성할 수도 있다.
전원장치(40)는, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배전판(41)과, 배전판(41)의 하부면에 설치된 인버터(45)와 트랜스포머(43)를 포함하여 구성된다. 배전판(41)은 하판패널(20)의 하부면에 설치된다. 인버터(45)는 배전판(41)의 하부면에 설치되며, 직류를 교류로 변환하여 출력한다. 그리고 복수개의 트랜스포머(43)는 커넥터(22)에 근접하게 배전판(41)의 하부면에 배치되어 커넥터(22)에 연결되며, 인버터(45)에서 출력된 교류를 입력받아 커넥터(22)로 공급한다.
한편 전원장치(40)는 배전판(41)을 매개로 하판패널(20)의 하부면에 설치된 예를 개시하였지만, 하판패널(20)의 하부면에 직접 인버터(45)와 트랜스포머(43)를 설치할 수도 있다.
트랜스포머(43)는 외부전극 형광램프(10)의 외부전극(13)과 가깝게 설치된다. 트랜스포머(43)는 1차 코일이 입력선(46)을 매개로 인버터(45)에 연결되고, 2차 코일은 출력선(48)을 매개로 커넥터(22)에 연결된다. 인버터(45)는 양쪽의 트랜 스포머(43)의 2차측 코일의 출력 전압의 극성이 서로 다르게 출력되도록 1차측 코일에 교류를 입력한다. 이때 트랜스포머(43)는 인쇄회로기판(44) 위에 설치되며, 인쇄회로기판(44) 위에 관련 전자부품이 함께 배치될 수 있다. 복수개의 트랜스포머(43)는 양쪽의 커넥터(22)에 동일수가 배치된다.
인버터(45)는 스위칭 방식의 인버터로서 컨버터(42; converter)로부터 직류를 공급받는다. 인버터(45)의 스위칭 방식은 풀-브리지(Full-bridge), 하프-브리지(Half-bridge), 혹은 푸시-풀(Push-Full), 등의 다양한 방식을 사용할 수 있다.
구체적으로 전원장치(40a, 40b)는, 도 6a에 도시된 바와 같이 컨버터로서 외장형 어댑터(42a)를 사용하거나, 도 6b에 도시된 바와 같이 인터버(45)에 내장할 수 있는 내장형 SMPS(42b; Switching Mode Power Supply)를 사용할 수 있다. 어댑터(42a)의 출력 전압은 DC 12V, 24V, 혹은 그 이상의 DC 전압을 사용할 수 있다. SMPS(42b)는 인버터(45)에 내장될 수 있다. SMPS(42b)의 출력 전압은 수 십 V 내지 수 백 V의 다양한 전압을 사용할 수 있다. 어댑터(42a)와 SMPS(42b)는 연결된 전원플러그(49)를 통하여 100V 또는 220V의 교류를 입력받는다.
그리고 금속덮개(50)는 전원장치(40)의 보호의 차폐 기능을 수행한다. 금속덮개(50)는 인버터(45)를 덮는 제 1 금속덮개(51)와, 트랜스포머(43)를 덮는 제 2 금속덮개(53)와, 인버터(45) 및 트랜스포머(43)를 일괄적으로 덮는 배면 하우징(55)을 포함한다. 이와 같이 배면 하우징(55)이 금속재인 경우 제 1 및 제 2 금속덮개(51, 53)를 사용하지 않을 수도 있다. 한편 배면 하우징(55)은 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.
이와 같이 트랜스포머(43)를 분리하여 커넥터(22)에 근접하게 배치함으로써, 인버터(45)에서 트랜스포머(43)로 입력되는 입력선(46)의 길이는 길어지고, 트랜스포머(43)와 커넥터(22) 사이의 출력선(48)의 길이는 최소화된다. 그리고 금속덮개(50)에 의해 트랜스포머(43)와 인버터(45)가 덮여 차폐되기 때문에, 전력 누설과 전자파의 간섭이 배제되어 안정된 전력 공급 및 인버터(45)의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 외부전극 형광램프(10)를 이용한 등기구(100)는 일반 원통형 형광등 등기구를 대체할 경우 동등한 효율로 램프 휘도를 약 2배 향상시킬 수 있고, 등기구(100) 전체의 효율 상승도 기대할 수 있다. 본 실시예에 따른 등기구(100)는 천정타일 교체형 등기구(ceiling-textile EEFL-fixture), 대형 광고판이나 선형 패널 등기구(linear panel fixture) 등에도 적용할 수 있다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 등기구를 보여주는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 등기구를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 패널덮개를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 "A"부분의 확대도로서, 패널덮개의 양면에 형성된 요철을 보여주는 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 등기구의 전원장치를 보여주는 도면이다.
도 6a는 도 5의 인버터로 어댑터를 적용한 전원장치를 보여주는 도면이다.
도 6b는 도 5의 인버터로 SMPS를 적용한 전원장치를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 외부전극 형광램프 12 : 유리관
14 : 외부전극 20 : 하판패널
22 : 커넥터 30 : 패널덮개
40 : 전원장치 43 : 트랜스포머
45 : 인버터 48 : 출력선
50 : 금속덮개 49 : 전원플러그
100 : 등기구

Claims (10)

  1. 양단부에 외부전극이 형성된 적어도 하나의 외부전극 형광램프와;
    상부면에 상기 외부전극 형광램프가 설치되며, 상기 외부전극이 접속되는 커넥터가 양쪽에 설치된 하판패널과;
    상기 외부전극 형광램프를 포함하여 상기 하부 패널의 상부면을 덮는 패널덮개와;
    상기 하판패널의 하부면에 설치되며, 상기 외부전극 형광램프에 교류를 공급하는 전원장치;를 포함하며,
    상기 전원장치는,
    직류를 교류로 변환하여 출력하는 인버터와;
    양쪽의 상기 커넥터에 각각 근접하게 배치되어 상기 커넥터에 연결되며, 상기 인버터에서 출력된 교류를 입력받아 상기 커넥터로 공급하는 복수개의 트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 트랜스포머는 양쪽의 상기 커넥터에 동일수가 배치되는 것을 특징으로 하는 등기구.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인버터에 직류를 공급하는 컨버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하판패널의 하부면에 설치된 상기 전원장치를 덮는 금속덮개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 외부전극 형광램프의 유리관은 10,000~35,000 cd/m2의 휘도를 갖는 알루미노-실리케이트(alumino-silicate) 유리관인 것을 특징으로 하는 등기구.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 패널덮개의 안쪽면 또는 바깥면 중에 적어도 한 면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 등기구.
  7. 하판패널의 하부면에 설치되며, 직류를 교류로 변환하여 출력하는 인버터와;
    상기 하판패널의 상부면의 양쪽에 설치된 커넥터에 근접하게 상기 하판패널의 하부면에 배치되어 상기 커넥터에 연결되며, 상기 인버터에서 출력된 교류를 입력받아 상기 커넥터로 공급하는 복수개의 트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구의 전원장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 복수개의 트랜스포머는 양쪽의 상기 커넥터에 동일수가 배치되는 것을 특징으로 하는 등기구의 전원장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 인버터에 직류를 공급하는 컨버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구의 전원장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 하판패널의 하부면에 설치된 상기 인버터와 상기 트랜스포머를 덮는 금속덮개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구의 전원장치.
KR1020080036920A 2008-02-22 2008-04-22 전원장치 및 그를 갖는 외부전극 형광램프를 이용한 등기구 KR20090090973A (ko)

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