무한한 LED 반도체 조명 솔루션의 잠재력

  • 2017-12-06
  • by 온세미컨덕터 (www.onsemi.com)


LED 가격이 하락하면서 LED는 매우 다양한 조명 애플리케이션에서 대량 적용되고 있다. 본문에서는 LED 조명 애플리케이션의 개발 동향과 온세미컨덕터의 LED 파워 컨트롤 솔루션에 대해 중점적으로 다루고자 한다.

안정적인 제품 품질을 위한 견고한 파워 솔루션


기술이 계속 발전하면서 다양한 색상 및 고휘도 기능을 갖춘 LED 가 다양하면서도 새로운 시장의 조명용 애플리케이션으로 더욱 확대되고 있다. LED 가격 하락이 계속 됨에 따라 예전에는 주로 표시기 램프에만 사용되었던 LED가 요즘은 백열등과 형광등 같은 전통적인 광원을 대체하면서 자동차와 가전 제품에까지 적용되는 추세이다.

최근에는 스마트폰, LCD TV, 빌딩 및 일반 조명을 포함한 여러 제품에 LED가 적용된 것을 쉽게 볼 수 있다. 향후 몇 년 내에 LED는 더욱 다양하게 LED 조명 솔루션에 사용 될 것이다. 조명 애플리케이션의 프로그램 가능 기능 및 설계 유연성은 더욱 많은 장점을 제공해준다.

저전압 부품인 LED의 순방향 전압 범위는 필요한 색이나 전류에 따라 <2V 에서 4.5V 이다. 또한 LED는 밝기와 원하는 색을 보장하기 위해 지속적인 전류로 구동해야 한다. AC 입력, 태양 전지 패널, 12V 차량용 배터리, 직접 전원 공급 장치 또는 저전압 교류 시스템과 같은 다양한 전원 공급 장치를 통합하거나 알카라인, 니켈 기반 또는 충전식 리튬 배터리와 통합되도록 하려면 전력 변환이 필요하다.

온세미컨덕터는 수년간 축전해온 저전압 및 고전압 기술, 파워 매니지먼트 솔루션에서의 전문성을 바탕으로 반도체 조명이 직면하고 있는 여러 가지 문제들을 해결하기 위해 전문적인 기술을 적용하고 있다. 온세미컨덕터는 휴대용 디스플레이, 차량 내부 조명 및 LED 표시기를 비롯해 건축, 산업, 자동차 및 휴대용 애플리케이션 분야를 위한 정류기용 반도체 솔루션들을 지속적으로 출시하고 있다.

온세미컨덕터의 LED 조명용 역률 보정 유사 공진 1차측 전류 모드 컨트롤러인 NCL30288은 절연형 및 비절연형 벅-부스트/SEPIC 정전류 LED 드라이버를 위해 설계된 AC-DC 역률 보정 플라이백 컨트롤러이다. 이 컨트롤러는 최적의 효율을 제공하기 위해 공진 모드로 동작하며 LED 전류를 1착측으로부터 단단히 조절할 수 있는 독자적인 제어 방식을 내장하고 있다. (따라서 2차측 피드백 회로, 옵셋 및 옵토 커플러를 필요로 하지 않는다.

이 소자는 최소한의 외부 부품만으로도 설계를 단순화하기 위해 강력한 안전 보호 제품군과 집적되어 있다. 이 소자는 특별히 매우 컴팩트한 공간 효율 설계에 매우 유용하다.

NCL30288의 특징으로는 1차측 피드백이 있는 정전류 제어, 타이트한 전류 레귤레이션, 저조파 왜곡이 있는 역률 보정, 넓은 Vcc 범위, 향상된 레귤레이션 정확도를 위한 라인 피드 포워드, 넓은 온도 범위 (-40에서 125°C), 낮은 스타트업 전류 (13μA typ.) 및 밸리 잠금, 자동 복구, 2차 다이오드 단락, LED 오픈 및 단락 회로 보호와 같은 기능들이 있다.

시장에 출시된 다른 제품들과 비교하면, NCL30288은 옵토 커플러와 2차측 제어 회로가 필요 하지 않으며, 보다 나은 정확도를 위해 LED를 다시 분류하거나 생산 중에 변경할 필요도 없애준다. 조명 산업에서 요구되는 사항보다 우수한 사양으로 범용 전력 애플리케이션 (90-305V)를 지원하는 이 솔루션은 LED 순방향 전압 지원을 단순화하고 열악한 환경에서 LED 드라이버의 과열을 방지해준다.

그뿐 아니라 이 소자는 일반 LED 시스템의 고장 문제 해결을 위해 강력한 민첩성을 갖추고 있으며 실외 및 고온 환경에서의 애플리케이션을 모두 안정적으로 지원한다. NCL30288은 일체형 LED 전자 드라이버, LED 전구, LED 파워 드라이버, LED 조명 엔진, LED 튜브 및 LED 시스템 전자 제어 장치와 같은 최종 제품에 적용된다.

온세미컨덕터는 2016년 9월에 페어차일드 인수를 통해 LED 조명 라인을 확장했다. 역률 보정을 위한 정전압 1차측 레귤레이션 PWM 컨트롤러인 FL7740은 넓은 범용 입력 범위 (90VAC-305VAC), 정상 상태에서의 정밀한 CV 레귤레이션 (<±3%), 과부하 상태에서의 CV 레귤레이션 (<±10%) 을 갖추고 있다. 차별화된 동적 기능은 라인 및 과부하 상태에서의 출력 전압의 오버 슈트 및 언더 슈트를 최소화한다.

FL7740을 스마트 조명에 적용하면 100Mw 부하 조건에서 0.3W 미만의 대기 전력을 구현한다. 넓은 출력 전력 확장성을 위해 PF 최적화기를 가능하도록 할 때, 반 부하 조건에서도 역률은 0.9보다 높다. 스타트업시에는 루프 게인 전환 기술에 의해 목표 CV 레벨로 도달하는 출력 전압과 내장된 고전압 스타트업 회로를 통해 스타트업 시간이 0.2초 미만이다.

이 소자는 또한 과부하, 전압 다이오드 단락, 센싱 저항 단락 및 오픈, 출력 단락 및 과전압 등을 모두 보호하는 강력한 기능을 갖추고 있으면서도 높은 시스템 신뢰성을 보장한다.  

온세미컨덕터의 LED 파워 컨트롤러는 관련 제품의 개발을 가속화해주는 동시에 지속적으로 제품의 안정성을 보장함으로써 조명 분야의 다양한 제품 개발에 최고의 솔루션이 될 것이다.
 

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