초록

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본 논문에서는 LED드라이버의 지속적인 과제인 고역률, 효율개선 및 장수명화를 위한 연구를 진행하였다. 전체적인 토폴로지는 역률개선 및 출력전류제어의 성능을 자세히 관찰하기 위하여 투 스테이지 토폴로지를 선정하였으며, 1차측은 고 효율을 위하여 Bridgeless타입의 Totem-Pole bridgeless rectifier를 선정하였으며, 2차측은 LED드라이버의 수명을 좌우하는 DC 커패시턴스를 줄이기 위한 전류제어를 하기 위하여 Flyback DC-DC컨버터 토폴로지를 적용하였다. 일반적인 투 스테이지 토폴로지와 본 논문에서 제안한 토폴로지의 시뮬레이션 및 실험을 통하여 성능적인 분석을 통하여 LED드라이버의 효율증대 및 수명증가에 대한 내용을 다루었다.

본 논문에서는 LED드라이버의 지속적인 과제인 고역률, 효율개선 및 장수명화를 위한 연구를 진행하였다. 전체적인 토폴로지는 역률개선 및 출력전류제어의 성능을 자세히 관찰하기 위하여 투 스테이지 토폴로지를 선정하였으며, 1차측은 고 효율을 위하여 Bridgeless타입의 Totem-Pole bridgeless rectifier를 선정하였으며, 2차측은 LED드라이버의 수명을 좌우하는 DC 커패시턴스를 줄이기 위한 전류제어를 하기 위하여 Flyback DC-DC컨버터 토폴로지를 적용하였다. 일반적인 투 스테이지 토폴로지와 본 논문에서 제안한 토폴로지의 시뮬레이션 및 실험을 통하여 성능적인 분석을 통하여 LED드라이버의 효율증대 및 수명증가에 대한 내용을 다루었다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 기존의 LED드라이버의 효율적인 측면을 개선하고 출력구형파전류제어를 통하여 LED드라이버의 수명을 좌우하는 전해커패시터의 용량을 줄여 필름커패시터로 대체함으로써 장수명화 하는 것을 목표로 시뮬레이션을 하였다. 이론적으로 Bridgeless타입 중에서 가장 적은소자의 수로 구성되는 Totem Pole AC/DC Rectifier를 적용함으로써 기존의 LED드라이버에서의 다이오드 도통손실을 줄임으로써 그 효율을 증대시켰다.

제안 방법

• 본 논문에서는 기존의 LED드라이버의 효율적인 측면을 개선하고 출력구형파전류제어를 통하여 LED드라이버의 수명을 좌우하는 전해커패시터의 용량을 줄여 필름커패시터로 대체함으로써 장수명화 하는 것을 목표로 시뮬레이션을 하였다. 이론적으로 Bridgeless타입 중에서 가장 적은소자의 수로 구성되는 Totem Pole AC/DC Rectifier를 적용함으로써 기존의 LED드라이버에서의 다이오드 도통손실을 줄임으로써 그 효율을 증대시켰다. 또한 출력구형파전류제어를 통하여 수명을 16∼20배 줄임으로써 장수명화에 대한 문제도 일부 해결하였다.
• 지금부터 제안된 AC/DC변환기의 회로동작을 분석하겠다.

성능/효과

• 시뮬레이션 결과 입력 역률은 전통적인 LED드라이버의 경우 96.5%의 결과를 나타내었고 Totem Pole 토폴로지의 경우 95.6%의 결과를 나타내고 있다. 입·출력효율은 Totem Pole 토폴로지가 전통적인 LED드라이버의 경우보다 5% 높게 측정되었다.
• 6%의 결과를 나타내고 있다. 입·출력효율은 Totem Pole 토폴로지가 전통적인 LED드라이버의 경우보다 5% 높게 측정되었다.
• 그러나 맥동전류는 최대 전류제한, 효율, 신뢰성, 수명, 플리커 현상 등을 포함하는 성능에 영향을 줄 수 있다. 첫 번째 최대전류제한에 대한 문제는 최대 정방향 DC전류와 정격전류의 비의 최소비는 1.42로 안정성 여유 5%의 비율을 가하여 1.35보다 낮은 범위에서는 LED의 안정성을 보장할 수 있다. 또한 LED의 수명은 최대전류와 정격전류의 비가 1.

후속연구

• LED는 고효율, 친환경적, 긴 수명등의 이점에 대한 차세대 광원으로 여겨지고 있다. LED의 제조절차의 상당한 개선과 함께 LED는 다양한 분야에서 적용될 것이다. 그리고 광원으로써 일반적으로 사용될 것이다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
LED	LED의 수요가 급격히 증가하게 된 이유는 무엇인가?	LED의 주요 응용분야는 차량 조명, 주택용 조명 및 장식 조명, 가로등, LCD 배면광, 신호등 등이 있다. LED의 수요가 급격히 증가하게 된 이유는 적절한 환경요건에서 100,000시간 이상의 우수한 수명과 무수은, 재활용 가능한 반도체 활용과 같은 친환경적인 측면 이외에도 150lm/W보다 더 뛰어난 밝기 효율, 또한 다양한 색상을 제공함으로써 LED응용분야를 더욱 유연하게 만든다는 이점이 있기 때문이다. 이러한 이점에도 불구하고 LED는 전기적, 온도 그리고 광자변화에 매우 민감한 단점이 있다.
LED 드라이버	LED 드라이버에서 전해커패시터를 제거하는 것은 어떠한 효과가 있는가?	전해커패시터는 신뢰성 문제와 짧은 수명으로 인한 드라이버의 수명단축이라는 점이 단점으로 작용한다. 그래서 LED드라이버의 전해커패시터를 제거하는 것은 예상수명보다 5년 더 늘어나는 효과가 있다. 최근에 몇몇 문헌은 전해커패시터 대신 필름커패시터를 사용하는 몇몇 방법을 제안하였다.
LED	LED의 단점은 무엇인가?	LED의 수요가 급격히 증가하게 된 이유는 적절한 환경요건에서 100,000시간 이상의 우수한 수명과 무수은, 재활용 가능한 반도체 활용과 같은 친환경적인 측면 이외에도 150lm/W보다 더 뛰어난 밝기 효율, 또한 다양한 색상을 제공함으로써 LED응용분야를 더욱 유연하게 만든다는 이점이 있기 때문이다. 이러한 이점에도 불구하고 LED는 전기적, 온도 그리고 광자변화에 매우 민감한 단점이 있다. 예를 들어 LED 양단의 약간의 전압변동은 LED의 다이오드 V I 특성에 의해 큰 전류변동을 야기할 수 있다.

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