LED 조명 장치의 온도특성 분석 및 보상 기법에 대한 연구

Abstract

본 논문에서는 LED 조명 장치에서 발생하는 열로 인한 LED 색 좌표의 변화와 전류, 전압 특성을 분석하고 보상하기 위한 기법에 대하여 소개한다. 특히 온도 별 특성을 분석하여 duty cycle 변화에 따른 보상효과에 대해 알아보고자 한다 현재 LED는 저전력 소자로 많은 각광을 받고 있다. 형광등, 백열전구, 가로등과 같이 우리 주변에서 사용되고 있는 기존 전통조명 제품들보다 월등한 에너지 효율로 인해 LED 조명시장이 점점 커지고 있고, 국가시책과 맞물려 조만간 기존 조명기구 자리를 대체할 것으로 예상하고 있다. 하지만 LED는 온도변화에 민감하다는 문제점을 안고 있다. 특히 LED가 동작하면 서 발생하는 열에 매우 취약하다. 발열로 인해 수명이 줄어들 뿐만 아니라 LED의 효율이 많이 떨어진다. 또한 LED가 표현하고자 하는 색이 제대로 표현되지 않는다. 이 발열 문제를 해결하기 위해 여러 방법들이 사용되고 있는데 기본적으로 쓰이는 것이 heat sink와 PWM 제어이다. 이 방법들은 대부분의 LED 조명 장치에서 사용되고 있다. 테스트하는 모듈은 가로등 모듈을 사용하였다. 가로등에 들어간 LED 모듈은 70 W급이고, LED 드라이버에 PWM 모듈과 dimming controller를 연결하여 PWM 값을 조절하기 쉽게 하였다. 테스트는 주변의 영향을 적게 받게 하기 위해 암실 형태의 구조물을 제작하여 진행하였고, 일정한 조건에서 테스트를 진행하여 신뢰성을 높였다.