플리커 문제를 해결한 AC 직구동 LED 조명 기술 · 2016-01-18 · 기술 내용 ac...

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기술 내용 AC 직구동 LED 조명은 LED 벌브에 교류 전원을 컨버터 없이 바로 연결해 사용할 수 있는 간단한 구조로 설계되어, 에너지 효율성, 신뢰성, 디자인 편의성, 가격경쟁력 등이 높은 혁신적인 제품이다. 하지만 기존 AC 직구동 LED 조명 은 심각한 플리커(깜빡임) 문제를 갖고 있다. 플리커 현상은 AC 직구동 LED 조명의 특징인 LED 전류가 연속적으로 흐르지 못해“0”전류가 존재하기 현상 때문에 생긴다. 이러한 플리커 현상으로 인해 깜빡이는 LED 조명은 사용의 불편함뿐만 아니라 사용자의 건강에도 악영향을 미칠 수 있어, AC 직구동 LED 조명이 높은 가격경쟁력에도 고급 실 내조명으로 널리 사용되는데 걸림돌이 되고 있다. 이러한 플리커 문제를 수명이 반영구적인 세라믹 또는 LED 수명과 동등 가능한 전해 커패시터와 추가의 반도체 소자를 이용하여 LED에 흐르는 전류를 연속적으로 만들어 해결하였다. 기술의 특징 및 우수한 점 •본 연구에서 인체에 유해할 수 있는 AC 직구동 LED 조명의 플리커 문제를 반도체 소자와 LED 수명과 동등 이상인 커패시터만을 이용하여 해결하였다. 본 기술은 AC 직구동 LED 조명의 특징인 컨버터(교류를 직류로 변환) 부품이 필요 없어 경제적이고, 부피가 작아 평 면 디자인이 가능하고, 수명이 긴 장점을 갖고 있다. 한편 기존 AC 직구동의 단점인 플리커 문제를 반도체 소자와 LED수명과 동등 이상인 작은 용량의 커패시터만을 이용하여 해결하여 기존의 AC 직구동의 장점을 그대로 유지하도 록 하였다. LED 조명시장은 앞으로 고성능을 갖추면서도 가격경쟁이 매우 심화될 것으로 예상되며, 이에 가격경쟁력이 있는 플 리커 해결 AC 직구동 LED 조명 기술은 더욱더 중요할 것이다. 연구성과 소개 플리커 문제를 해결한 AC 직구동 LED 조명 기술 Flickerless AC direct driving LED lighting technology 한국전기연구원 분야별 보유기술 131 130 HVDC연구본부 전력변환연구센터 김 종 현 책임연구원 초 전 도 의료 / 바이오 전지 / 고효율 전원 나노소재 / 금속부품 신재생에너지 / 전력 청정이송 / 구동 응용 제품 •LED Diver IC는 △실외조명(건축물, 도심, 주택가) △산업용 실내 조명(주차장, 옥외 공간, 사무실) △자동차용 조명(자동차, 이륜차) 등에 적용됨 시장 이슈 •△모바일 디바이스 △대형 TV △전자기기의 백라이트 △광고판 등의 LED의 응용분야 가 다양해짐에 따라, LED 조명에 사용되는 LED Driver IC도 수요가 늘어날 것으로 예상됨 •LED Driver IC는 전력 사용 절감과 전력변환 효율을 높이는 효과가 있어, LED 제품 에 적용하면 성능이 향상되어 소비자로부터 수요가 더욱 증대될 전망임 - LED 조명은 백열등, 형광등과 비교하여 친환경적 이점에서 각광받음 Supply Chain •△광원 제조업체 △부품 제조업체 △LED Driver IC 제조업체는 LED 제조업체로 공 급되어 △실내외 조명 △시스템 조명 △디스플레이용 △수송기기용 △바이오용 △엔 터테인먼트용 △전자가전용으로 납품됨 수요 전망 •세계 LED Driver IC 시장규모는 2014년 4억 9,000만 달러에서 연평균 27.3%로 성 장하여 2025년에는 61억 7,600만 달러로 확대될 전망임 자료 : Lux Reserach report. Powering Light: Sizing the Commercial, Industrial, and Street LED Driver Market. 2014 [세계 LED driver IC 시장] LED Driver IC 실외 조명 산업용 기존 AC 직구동 조명 플리커 없는 AC 직구동 조명 <핸드폰으로 촬영한 플리커 사진> 지재권구분 출원의 명칭 출원일 출원번호 특허 역률 개선 효과를 갖는 고정 전류 구동 장치 2014.08.18 10-2014-0107140 특허 엘이디 구동 제어 장치 및 이의 구동 전류 제어 방법 2014.05.19 10-2014-0059872 특허 LED의 정현파 정전류 간단 AC 구동 및 디밍 회로 2013.11.25 14/0888,774 미국 112012002250.5 독일 2014-512759 일본 특허 LED의 정현파 정전류 간단 AC 구동 및 디밍 회로 2012.10.30 10-2012-0120901 특허 플리커를 개선한 LED의 AC 다이렉트 구동 회로 2013.06.26 10-2013-0073436 V4 - 55

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▶ 기술 내용AC 직구동 LED 조명은 LED 벌브에 교류 전원을 컨버터 없이 바로 연결해 사용할 수 있는 간단한 구조로 설계되어,에너지 효율성, 신뢰성, 디자인 편의성, 가격경쟁력 등이 높은 혁신적인 제품이다. 하지만 기존 AC 직구동 LED 조명은 심각한 플리커(깜빡임) 문제를 갖고 있다. 플리커 현상은 AC 직구동 LED 조명의 특징인 LED 전류가 연속적으로흐르지 못해“0”전류가 존재하기 현상 때문에 생긴다. 이러한 플리커 현상으로 인해 깜빡이는 LED 조명은 사용의불편함뿐만 아니라 사용자의 건강에도 악영향을 미칠 수 있어, AC 직구동 LED 조명이 높은 가격경쟁력에도 고급 실내조명으로 널리 사용되는데 걸림돌이 되고 있다. 이러한 플리커 문제를 수명이 반영구적인 세라믹 또는 LED 수명과동등 가능한 전해 커패시터와 추가의 반도체 소자를 이용하여 LED에 흐르는 전류를 연속적으로 만들어 해결하였다.

▶ 기술의 특징 및 우수한 점•본 연구에서 인체에 유해할 수 있는 AC 직구동 LED 조명의 플리커 문제를 반도체 소자와 LED 수명과 동등 이상인

커패시터만을 이용하여 해결하였다. 본 기술은 AC 직구동 LED 조명의 특징인 컨버터(교류를 직류로 변환) 부품이 필요 없어 경제적이고, 부피가 작아 평면 디자인이 가능하고, 수명이 긴 장점을 갖고 있다. 한편 기존 AC 직구동의 단점인 플리커 문제를 반도체 소자와LED수명과 동등 이상인 작은 용량의 커패시터만을 이용하여 해결하여 기존의 AC 직구동의 장점을 그대로 유지하도록 하였다.LED 조명시장은 앞으로 고성능을 갖추면서도 가격경쟁이 매우 심화될 것으로 예상되며, 이에 가격경쟁력이 있는 플리커 해결 AC 직구동 LED 조명 기술은 더욱더 중요할 것이다.

▶ 연구성과 소개

플리커 문제를 해결한 AC 직구동 LED 조명 기술Flickerless AC direct driving LED lighting technology

한국전기연구원분야별 보유기술

131130

HVDC연구본부

전력변환연구센터

김 종 현책임연구원

전 도

의료

/ 바

이오

전지

/ 고

효율

전원

나노

소재

/ 금

속부

품신

재생

에너

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전력

청정

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/ 구

▶ 응용 제품•LED Diver IC는 △실외조명(건축물, 도심, 주택가) △산업용 실내 조명(주차장, 옥외

공간, 사무실) △자동차용 조명(자동차, 이륜차) 등에 적용됨

▶ 시장 이슈•△모바일 디바이스 △대형 TV △전자기기의 백라이트 △광고판 등의 LED의 응용분야

가 다양해짐에 따라, LED 조명에 사용되는 LED Driver IC도 수요가 늘어날 것으로예상됨

•LED Driver IC는 전력 사용 절감과 전력변환 효율을 높이는 효과가 있어, LED 제품에 적용하면 성능이 향상되어 소비자로부터 수요가 더욱 증대될 전망임- LED 조명은 백열등, 형광등과 비교하여 친환경적 이점에서 각광받음

▶ Supply Chain•△광원 제조업체 △부품 제조업체 △LED Driver IC 제조업체는 LED 제조업체로 공

급되어 △실내외 조명 △시스템 조명 △디스플레이용 △수송기기용 △바이오용 △엔터테인먼트용 △전자가전용으로 납품됨

▶ 수요 전망•세계 LED Driver IC 시장규모는 2014년 4억 9,000만 달러에서 연평균 27.3%로 성

장하여 2025년에는 61억 7,600만 달러로 확대될 전망임

자료 : Lux Reserach report. Powering Light: Sizing the Commercial, Industrial, and Street LED Driver Market. 2014

[세계 LED driver IC 시장]

LED Driver IC 실외 조명 산업용

기존 AC 직구동 조명 플리커 없는 AC 직구동 조명

<핸드폰으로 촬영한 플리커 사진>

지재권구분 출원의 명칭 출원일 출원번호

특허 역률 개선 효과를 갖는 고정 전류 구동 장치 2014.08.18 10-2014-0107140

특허 엘이디 구동 제어 장치 및 이의 구동 전류 제어 방법 2014.05.19 10-2014-0059872

특허 LED의 정현파 정전류 간단 AC 구동 및 디밍 회로 2013.11.2514/0888,774 미국

112012002250.5 독일2014-512759 일본

특허 LED의 정현파 정전류 간단 AC 구동 및 디밍 회로 2012.10.30 10-2012-0120901

특허 플리커를 개선한 LED의 AC 다이렉트 구동 회로 2013.06.26 10-2013-0073436

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