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색온도와 조도 제어가능한 LED 조명 시스템
A Color Temperature and Illuminance Controllable LED Lighting System 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.23 no.12, 2009년, pp.10 - 22  

김훈 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ,  염재경 (한양대학교 대학원 전기전자제어계측공학과) ,  정원섭 (청주대학교 전자정보공학부) ,  김희준 (한양대학교 전자컴퓨터공학부)

초록
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본 논문은 독립적으로 LED의 색온도와 조도를 제어하는 알고리즘과 이를 이용한 LED 조명 시스템을 제안한다. 제안된 알고리즘이 항상 해를 가지는 것을 증명해 제안된 알고리즘이 유효함을 보여주었다. 적색, 녹색, 청색, 백색 (RGBW) LED를 사용한 LED 모듈 제어에 제안된 알고리즘을 적용하였다. 이 모듈의 색온도는 3,500~7,500[$^{\circ}K$], 조도는 500~1,500[lux] 범위에서 변화했다. LED의 접합온도가 40[$^{\circ}C$]로 유지될 때, 이 범위 내에서 색온도와 조도의 편차는 0.8[%] 이하였다. 30~70[$^{\circ}C$]의 범위에서는 목표 조도와 색온도가 각각 1,000[lux]와 6,500[$^{\circ}K$] 일 때 조도와 색온도의 편차가 2.1[%]와 3.1[%] 이하이고, 온도 보상된 경우에는 편차가 1[%]와 0.49[%] 이하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents an LED lighting system with an LED color control algorithm that can independently change its color temperature and illuminance. To show the validity of the proposed algorithm, it is proven that its solution always exists. The proposed algorithm was applied to the control of an LE...

주제어

#Lighting   #Lighting Control   #LED Lighting   #LED  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
적절한 색상 제어 알고리즘 없이, 혼합된 빛의 색 좌표를 얻기 위해 광센서를 이용한 피드백 제어회로를 사용한 연구의 단점은? 이 연구는 혼합된 색상의 측정되는 색좌표가 기준 색좌표를 따라가도록 조절하는 방법이다[7]. 그러나 광센서의 위치에 따라 관찰되는 색상의 오차가 눈에 보일 정도로 측정된 색좌표의 값이 부정확하다. 색상 필터 또한 삼자극치(tri-stimulus)를 감지할 때 오차를 초래한다. 게다가, 삼자극치와 빛의 세기가 간접적인 관계이기 때문에 LED 빛의 세기를 독립적으로 제어하기 어렵다.
LED의 장점은? 최근 조명 산업은 발광다이오드(LED)의 높은 광효율, 장수명, 저전력 소비, 작은 패키지 크기 등과 같은 장점으로 차세대 광원으로 LED에 주목하기 시작했다[1-3]. LED의 수명이 잦은 스위칭에 영향을 받지 않으므로, 펄스폭 변조(PWM) 디밍 방식을 일반적으로 LED 모듈의 빛의 세기를 제어하는데 사용하고 있다[4-6].
RGBW LED 조명용 색온도 제어 알고리즘은 실제 시스템에 사용될 수 있다는 것을 보여주기 위해 무엇을 증명하였는가? 본 논문은 조도와 색온도를 독립적으로 제어할 수 있는 RGBW LED 조명용 색온도 제어 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘이 실제 시스템에 사용될 수 있다는 것을 보여주기 위해 항상 해를 가진다는 것을 증명하였다. 실험용 RGBW LED 조명의 실험 결과는 제안된 알고리즘이 색온도와 조도를 각각 제어 할 수 있는 것과, 접합 온도가 40[℃]로 유지될 때 색온도와 조도의 상대 편차가 0.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. S. Muthu, F. J. P. Schuurmans, and M. D. Pashley, 'Red, green, and blue LED based white light generation: Issues and control', Proc. IEEE Industry Application Conf., Vol. 1, pp. 327-333, Oct. 13-18, 2002 

  2. E. F. Schubert, Light-Emitting Diodes, Cambridge University Press, 2006 

  3. X. Qu, S.-C. Wong, and C. K. Tse, 'Color control system for RGB LED light sources using junction temperature measurement', Proc. IEEE Industrial Electronics Society, Nov. 5-8, 2007, pp. 1361-1368 

  4. P. Narra, and D. S. Zinger, 'An effective LED dimming approach', Proc. IEEE IAS2004, Vol. 3, pp. 1671-1676, Oct. 3-7, 2004 

  5. X. Xu, and X. Wu, 'High dimming ratio LED driver with fast transient boost converter', Proc. IEEE Power Electronics Specialists conf., pp. 4192-4195, Jun. 15-19, 2008 

  6. L. Svilainis, 'LED PWM dimming linearity investigation', Displays, Vol. 29, No. 3, pp. 243-249, Jul. 2008 

    상세보기 crossref

  7. K. Lim, J.-C. Lee, G. Panotopoulos, and R. Helbing, 'Illumination and color management in solid state lighting', Proc. IEEE Industry Applications Conf., pp. 2616-2620, Oct. 8-12, 2006 

  8. P. Deurenberg, C. Hoelen, J. V. Meurs, and J. Ansems, 'Achieving color point stability in RGB multi-chip LED modules using various color control loops', Proc International Conference on Solid State Lighting, pp. 63-74, Aug. 1, 2005 

  9. L. E. Gallagher, 'Current regulator with AC and DC feedback', U.S. Patent 3,350,628, 1967 

  10. R. Munzert, and P. T. Krein, 'Issues in boundary control', Proc. Power Electronics Specialists Conf., Vol. 1, pp. 810-816, Jun 1996 

  11. National Semiconductor, Co., 'O.5A constant current buck regulator for driving high power LEDs', LM3402/LM3402HV datasheet, Dec. 2008 

  12. Kim et al., 'Color temperature conversion system and method using the same', U.S. Patent 7,024,034, 2006 

  13. G. Strang, Linear Algebra and Its Applications, MIT Press, 2006 

  14. E. Kreyszing, Advanced Engineering Mathematics, John Wiley & Sons, 1999 

  15. Philips Lumileds Lighting, 'Power light source Luxeon K2', Luxeon K2 technical datasheet DS51, Jun. 2008 

  16. G. Wyszecki, and W. S. Stiles, Color Science: concepts and methods, quantitative data and formulae, 2nd Ed., John Wily & Sons, 1982 

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