LED는 일반 백열등에 비해 훨씬 밝으면서도 저전력이라는 장점을 지니고 있다. 이에 기존 형광등이 지니는 효율적, 환경적 문제점을 개선하기 위해 LED형광등의 개발과 상용화가 이루어 졌다. LED는 형광등과 달리 극성을 지니는 단방향성 소자로 교류전원을 직접 쓸 수 없기 때문에 전원공급장치를 필요로 한다. 이 전원공급장치는 부피가 크고 가격이 비싸기 때문에 유지비용면에서 일반 형광등에 비해 기능성이 떨어진다. 본 연구에서는 이 전원공급장치를 대신하여 간략하게 AC전원을 정류하고, 전압변동에 따른 전류변화로 인한 빛의 밝기가 변하는 현상을 없애기 위해 정전류로 제어할 수 있는 회로를 구성하고 이를 LED모듈과 구분하여 Plug in/out 방식의 교체형 모듈로 구성하여 유지보수에 있어 저렴하고 손쉬운 교체가 가능한 소자개발방법을 제안하고자 한다.
본 논문은 고효율 리플렉터 일체형 50W급 AC 직결형 엔진을 개발하여 SMPS 사용하지 않고 제품의 소형화 및 경량화를 구현하여 소비자가 편리하게 사용하고, AC Driver의 취약한 부분을 보완하기 위해 다단 바리스터 회로를 설계하여 전자 부품 수량 감소를 통한 원가절감 전해 콘덴서를 사용하지 않는 회로 구성으로 고신뢰성을 구현 하여 LED수명을 증대시켰다. 또한 AC 직결형 구동장치를 IC 반도체로 제작하여 리플렉터 일체형으로 AC 직결형 구동장치를 적용 하여 제작 그 수명을 LED의 온전한 수명을 모두 사용할 수 있는 장치와 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로에 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 여러 개의 발광 다이오드 채널이 직렬로 구성되는 광원을 정류 전압으로 구동하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어회로를 제안하였다.
In order to reduce the cost, improve the efficiency and simplify the complicated control of existing isolated LED drivers, an improved boundary conduction mode (BCM) Buck ac-dc light emitting diode (LED) driver with extended output voltage and low total harmonic distortion is proposed. With a coupled inductor winding and a stacked output, its output voltage can be elevated to a much higher value when compared to that of the conventional Buck ac-dc converter, without sacrificing the input harmonics and power factor. Therefore, the proposed Buck LED driver can meet the IEC61000-3-2 (Class C) limitation and has a low THD. The operating principle of the topology and the design methodology of the ac-dc LED driver are presented. A 150 W ac-dc prototype was built in the laboratory and it shows that the input current harmonics meet the lighting standard. In addition, the THD is less than 16% at a typical ac input. The peak efficiency is higher than 96.5% at a full load and a normal input.
Journal of information and communication convergence engineering
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제19권4호
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pp.214-220
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2021
In this study, we constructed several scenarios that are required for LED lighting, and we designed and implemented an LED lighting control system to operate these scenarios to confirm their behavior. An LED lighting control system is a hybrid control board that is designed by combining LED controllers and SMPS, consisting of an AC/DC power supply part that converts AC 220 V into DC 12 V, and a drive and control part that controls the scenario and color of the LED module. Conventional LED light controllers have an input power of DC 12 V, so when using the input AC 220 V, the SMPS must be connected to the LED light controller. To eliminate this inconvenience, a hybrid LED lighting control system was configured to combine LED lighting controllers and SMPS into one control system. Furthermore, we designed a control system to represent the most appropriate color according to the input of the distance and illumination using a fuzzy control system to conduct computer simulations.
This research attempted simplifications to the LED street light for price competitiveness. The street light was simplified by replacing the SMPS with an IC driver on the PCB using an AC-type LED. The optical element that shape of a line-shaped lens covered LED crowded. Thus, this study aims to improve LED efficiency by using the minimum optical system. In order to satisfy the M3 regulation of street lighting at grade, the lens was divided into two parts depending on the forward direction of the light. Further, the changes in the number of LEDs located on part 1 and part 2 of the lens were analyzed. Through simulation, we determined the proper light distribution that meets M3 regulation of street lighting.
본 논문에서는 대형 LED lamp용 직렬 공진형 direct ac-dc 컨버터를 제안하였다. 교류상용전원을 통한 LED lamp에 전원 공급 시, 입력전류의 왜곡을 방지하기 위해, PFC ac-dc 컨버터가 적용된다. 하지만 PFC 컨버터의 특성에 따라 회로의 복잡도 및 수용 전력의 한계가 존재한다. 제안된 컨버터는 기존의 전력변환 방식과 다른 형태로서, 교류 쵸퍼(AC chopper)와 직렬공진회로가 혼합된 구성을 가지며, 교류 쵸퍼의 직접 전력 변환을 통해 PFC 회로 구성없이도 고 역률을 획득할 수 있으며, 직렬공진회로를 통하여 제안된 컨버터의 모든 스위치의 영전압 스위칭(ZVS) 턴-온동작을 통해 손실저감을 도모한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 간단히 설명하고, 250W의 프로토 타입을 통하여 제안된 컨버터의 우수성을 검증한다.
In order to widely disseminate LED lighting, LED lighting technology that directly uses AC commercial power has been recently introduced. AC powered LED lighting technology has a problem in that the light brightness of the LED changes because the voltage applied to the LED and the current flowing through the LED continuously change. In this study, when the LED current is greater than the design current, the current control signal generated by the controller is supplied to the current source to supply only the design current to the LED by increasing the voltage drop at the current source. If it is smaller than the design current, the controller is adjusted so that the current is supplied only to the LED without a voltage drop in the current source. It can be seen that the higher the maximum rectified voltage, the faster the lighting time of the LED light emitting block is, so that the power factor of the LED lighting is improved. The LED lighting technology proposed in this study enables LED lighting with constant light brightness, reduced power consumption, and long lifetime.
본 논문은 전압제한 고효율 AC입력 LED 드라이버에 연구에 관한 것이다. 최근 이산화탄소 배출 저감과 고효율 LED 조명이 일반화 되면서 고효율, 장수명, 소형화에 대한 요구가 커지고 있다. LED를 구동하기 위해 SMPS (Switching Mode Power Supply)를 사용하는 경우 역률을 높이기 위해서 별도의 역률 개선부를 포함하고 있어야 하며 전해커패시터 역시 사용되어야 한다. 이 방식은 가격의 상승과 전해커패시터 사용에 의해 수명 저하라는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하여 수명 저하를 일으키는 전해커패시터와 별도의 역률 개선부 없이 LED에 정전류를 공급하고 역률을 향상시킬 수 있는 LED 드라이버 회로를 제안하고 이를 실험으로 검증한다.
A novel converter-free AC LED driver that is highly resistant to the fluctuation of AC voltage is proposed in this study. By removing large passive components, such as the bulky capacitor and the large-value inductor, the integration of the driver circuit is enhanced while the driving current remains stable. The proposed circuit provides LED lamps with a driving current that can follow the sinusoid waveform to obtain a very high power factor (PF) and low total harmonic distortion (THD). The LED input current produced by this driving current is insensitive to fluctuations in the AC voltage. Users will thus not feel that LED lamps are flashing during the fluctuation. Experiment results indicate that the proposed system can obtain PF of 0.999 and THD as low as 3.3% for a five-string 6 W LED load under 220 V at 50 Hz.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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