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[국내논문] 선박용 변압기 없는 40W LED 조명 구동회로의 설계 및 구현
Design and Implementation of Transformerless 40W LED Light Driver Circuit for Ships 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.3, 2012년, pp.485 - 490  

송종관 (경성대학교 전자공학과) ,  박장식 (경성대학교 전자공학과) ,  윤병우 (경성대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 선박의 진동에 의하여 수명이 짧은 필라멘트를 사용하는 조명기구를 대체하기 위하여 선박용 LED 조명등 구동회로를 설계 및 구현하였다. 구동회로는 부피를 줄이고 비용을 절감하기 위하여 변압기가 없는 스위칭 회로로 설계되었다. 스위칭 회로는 입력 교류전압 220 V에 PWM 제어를 함으로써 안정적으로 LED를 구동할 수 있도록 설계하였다. 스위칭 회로의 펄스성 전류에 대하여 Valley-fill 방식의 역률 보상회로를 채용함으로써 역률를 개선하였다. 장기간 운항하는 선박에서의 조명등 교체 주기를 줄여 관리를 효율적으로 할 수 있도록 직병렬 배열로 LED 모듈 회로를 설계하여 LED의 일부가 손상되더라도 LED 모듈이 조명등 기능을 할 수 있도록 하였다. 개발한 구동회로를 포함한 조명기구는 전력소모와 역률이 각각 39 W, 0.925 로 선박 조명에 적합함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, driver circuit of LED lights for ships is designed and implemented to replace conventional lights with filament which have short life time due to vibration of ships. The driver of LED module is switching circuit without transformer to reduce volume and cost. As switch circuit controls...

Keyword

#LED조명등   #구동회로   #변압기   #스위칭 레귤레이터   #역률  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 조명등 교체를 위하여 다양한 조명등을 유지 보수를 위하여 확보하여야 하는 부담이 있다. 본 논문에서는 선박용 LED 조명장치를 개발 대체함으로써 조명등의 수명 연장, 유지 및 교체 비용을 절감하고자 한다. 선박용에 적합하도록 부피와 무게를 줄이기 위하여 변압기가 없는 구동회로와 역률 보상회로를 설계 및 구현하였다.
  • 필라멘트를 가진 기존의 조명등은 선박의 진동에 의하여 수명이 짧아 유지 보수를 하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 선박의 진동에 의한 영향이 없는 LED 조명기구의 구동 드라이버 회로를 설계 및 구현하였다. 변압기 없는 스위칭 레귤레이터를 포함하는 LED 구동회로를 채용함으로써 무게와 부피를 줄임으로써 보다 효과적으로 유지 보수를 할 수 있도록 하였고 펄스형 전류에 의한 역률 저하를 개선하였다.
  • 925로 선박에 적합한 특성을 가진다. 개발한 LED 구동부를 개선하여 조명의 밝기를 조절할 수 있는 구동회로를 개발하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED 조명기구를 구성하는 것은? LED 조명기구는 전원공급회로, 구동회로 그리고 LED 모듈로 구성된다. 모듈의 효율과 수명에 영향을 주고 다양한 기능성을 부가하기 위해서는 구동회로의 설계가 중요하다.
LED 구동회로 중, 선형 방식은 어떤 장단점을 지녔는가? LED 구동회로에는 선형 방식(linear regulator)과 스위칭 방식(switch mode conversion)이 있다. 선형 방식은 입력전압보다 낮은 LED 전압을 필요로 하는 경우 사용할 수 있으며 회로가 단순하고 구현 비용이 적은 방식이지만 전압강하 폭이 크다. 또한 전류량이 높으면 무효전력이 증가하고 발열이 많은 결점이 있다. 따라서 본 논문에서는 효율이 75∼95 % 정도로 우수하고 역률 측면에서 유리한 스위칭 방식의 구동 회로를 채용하여 구동회로를 설계한다.
LED의 직렬 배열방식은 어떤 단점이 있는가? 직렬 배열의 경우 구동 전압이 높지만 각 LED의 전류는 동일하게 된다. 그러나 구조상 배열의 LED 중 하나라도 불량이 발생하거나 소자의 손상이 있는 경우 전체 조명이 불가능해지는 단점이 있다. 따라서 개별 LED의 광출력 및 생상의 변화를 최소로 유지할 필요가 있는 응용 분야에 주로 적용된다.
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참고문헌 (8)

  1. M. George Craford, "LED's challenge the incandescents," IEEE Circuits Device Mag., Vol. 8, No. 1, pp. 24-29, Aug. 1992. 

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  2. Daniel A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins, R. M. Fletcher, M. O. Holcomb, M. J. Ludowese, P. S. Martin, and S. L. Rudas, "Illunination with soldi state lignting technology," IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., Vol. 8, No, 2, pp. 310-320, Mar. 2002 

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  3. S. Muthu, F. J. P. Schuurnans, and M. D. Pashley, "Red, green, and blue LEDs for white light illunination," IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., Vol. 8, No, 2, pp. 333-338, Mar. 2002 

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  4. L. Gu, X. Ruan, M. Xu, and K. Yao, "Means of eliminating electrolytic Capacitor in AC.DC power supplies for LED lightings," IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 24, No. 5, pp. 1399-1408, May 2009. 

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  5. 신현용, "SMPS 구동 대형교통 신호용 LED 신호등의 특성", 한국전자통신학회논문지, 6권, 5호, pp. 643-648, 2011. 

    원문보기 상세보기

  6. 신대성, 정영진, "LLC 공진형 컨버터를 이용한 고효율 조명용 LED 구동회로", 전력전자학회 논문지, 제15권, 제1호, pp.35-42,,, 2월, 2010. 

    원문보기 상세보기

  7. 이건영, 대한민국 특허청, 10-2006-0094150. 

  8. 이병훈, 김현재, 김봉철, 임춘택, "커패시터를 사용한 초저가의 교류전원 LED최적 구동회로 개발", 전력전자학회, 전력전자학술대회논문집, pp. 1-650, 7월, 2010년 

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