디밍 제어 기법을 내장한 LED 조명용 AC-DC 컨버터에 관한 연구

Abstract

본 논문은 LED 조명용 AC-DC 컨버터 설계에 필요한 기본적인 이해와 객관적인 자료를 바탕으로 장수명․고효율에 적합하고 디밍(dimming) 제어 기법을 내장한 LED 조명용 컨버터에 대한 것이다.

최근 IT 융합 조명시스템의 기술개발이 활발히 이루어지면서 LED 조명용 컨버터의 경우 장수명․고효율은 물론 원격으로 LED 밝기 조절이 가능한 디밍 기능이 요구되고 있다.

LED는 에너지의 90%이상이 열 과 빛으로 방출되기 때문에 LED 조명장치의 경우 구조상 많은 열이 동반된다. 기기의 발열량을 줄이기 위해서는 높은 효율이 요구되나 그 한계가 있으므로 디밍 기능을 이용하여 탄력적인 운용을 통해 에너지 절감 및 기기의 수명에 미치는 영향을 확인 하고자 하였다.

본 연구를 위해 설계 제작 된 LED 조명용 AC-DC 컨버터 회로는 two-stage LLC resonant half bridge 방식 이며, 수명에 직접적인 영향을 주는 출력 커패시터는 알루미늄 고분자 커패시터를 적용 하였고 LED 디밍 제어는 25W, 700mA LED 모듈을 최대 10개까지 연결하고 제어 할 수 있도록 설계 하였다. 설계 제작 된 컨버터의 전기적 특성 및 성능을 부하 변화량에 따라 분석 하였으며 실제 LED 조명장치에 사용되는 LED 모듈을 연결하여 단계별 디밍 제어를 통해 전력 및 출력 커패시터 온도 변화를 분석 하였다.