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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김재국
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2019
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산간지역이 많은 우리나라의 고속도로, 국도, 지방도에서 도로조명으로
사용되는 LED가로등과 터널등은 열악한 사용 환경으로 인해 LED조명의 가장
큰 장점인 장 수명과, 친환경특성을 충분히 유지하기 어렵다.
본 연구는 도로조명에 사용되는 LED조명의 설계수명을 충분히 유지하도록
조명기구에 사용한 각 모듈의 전류를 평형상태를 이루어 모든 LED소자의
발열을 고르게 유지하도록 하였다. 특히 LED소자의 손상 또는 모듈의 손상이
발생하면 모듈의 상태를 진단하고, 모듈의 손상에서 생기는 컨버터의
여유전류가 다른 정상모듈에 추가되어 설정 전류치 이상의 과전류로 인해
LED모듈의 설계수명을 단축시키는 경우를 예방할 수 있는 LED모듈진단 및
전류평형 컨트롤러를 개발하고 실험을 수행하였다.
실험을 통해 현재 LED조명기구의 전원장치로 사용하는 정전류형 컨버터는
컨버터의 출력이 모듈에 직접 연결되며, 각 모듈의 전류의 합은 정전류
컨버터의 출력전류와 같으므로, LED 소자의 오차를 고려하면 기존 LED
조명기구에 사용한 각 모듈에 흐르는 전류의 크기가 동일하다는 보장을 할 수
없다. 또한 특정 모듈에 Open 현상 발생 시 해당 모듈에 흐르는 전류는 다른
모듈을 통해 흐르게 된다. 이로 인해 정상 모듈에는 설정치 이상의 큰 전류가
흘러 정격전력을 초과하는 문제가 발생한다. 반대로 특정 모듈에 Short 현상
발생 시 해당 모듈의 순방향전압은 낮아진다. 이로 인해 낮아진 순방향전압이
걸린 모듈로 컨버터 출력전류가 집중되어 흐름으로써 전류 불평형 문제가
발생하였다.
기존의 정전류형 컨버터를 정전압형 컨버터로 변경하고 Current Balancing
Circuit 을 사용하여 각 LED 모듈의 전류 제어가 가능하도록 하였다. 각 모듈의
전류의 크기는 MCU의 PWM Duty에 의해 결정되도록 하였다. Current Balancing
Circuit 을 통해 각 모듈의 전류 제어가 가능한 점은 다음과 같은 장점을
가진다. 첫째, LED 소자의 Tolerance 문제로 인한 전류 불평형 문제 개선이
가능하다. 둘째, 특정 LED 모듈의 Open/Short 상황 발생 시 기존 System에서
발생하는 LED 모듈 정격전력 초과 및 전류 쏠림 문제의 개선이 가능하다.
사용되는 LED가로등과 터널등은 열악한 사용 환경으로 인해 LED조명의 가장
큰 장점인 장 수명과, 친환경특성을 충분히 유지하기 어렵다.
본 연구는 도로조명에 사용되는 LED조명의 설계수명을 충분히 유지하도록
조명기구에 사용한 각 모듈의 전류를 평형상태를 이루어 모든 LED소자의
발열을 고르게 유지하도록 하였다. 특히 LED소자의 손상 또는 모듈의 손상이
발생하면 모듈의 상태를 진단하고, 모듈의 손상에서 생기는 컨버터의
여유전류가 다른 정상모듈에 추가되어 설정 전류치 이상의 과전류로 인해
LED모듈의 설계수명을 단축시키는 경우를 예방할 수 있는 LED모듈진단 및
전류평형 컨트롤러를 개발하고 실험을 수행하였다.
실험을 통해 현재 LED조명기구의 전원장치로 사용하는 정전류형 컨버터는
컨버터의 출력이 모듈에 직접 연결되며, 각 모듈의 전류의 합은 정전류
컨버터의 출력전류와 같으므로, LED 소자의 오차를 고려하면 기존 LED
조명기구에 사용한 각 모듈에 흐르는 전류의 크기가 동일하다는 보장을 할 수
없다. 또한 특정 모듈에 Open 현상 발생 시 해당 모듈에 흐르는 전류는 다른
모듈을 통해 흐르게 된다. 이로 인해 정상 모듈에는 설정치 이상의 큰 전류가
흘러 정격전력을 초과하는 문제가 발생한다. 반대로 특정 모듈에 Short 현상
발생 시 해당 모듈의 순방향전압은 낮아진다. 이로 인해 낮아진 순방향전압이
걸린 모듈로 컨버터 출력전류가 집중되어 흐름으로써 전류 불평형 문제가
발생하였다.
기존의 정전류형 컨버터를 정전압형 컨버터로 변경하고 Current Balancing
Circuit 을 사용하여 각 LED 모듈의 전류 제어가 가능하도록 하였다. 각 모듈의
전류의 크기는 MCU의 PWM Duty에 의해 결정되도록 하였다. Current Balancing
Circuit 을 통해 각 모듈의 전류 제어가 가능한 점은 다음과 같은 장점을
가진다. 첫째, LED 소자의 Tolerance 문제로 인한 전류 불평형 문제 개선이
가능하다. 둘째, 특정 LED 모듈의 Open/Short 상황 발생 시 기존 System에서
발생하는 LED 모듈 정격전력 초과 및 전류 쏠림 문제의 개선이 가능하다.
목차
Figur e list iiiTable list v국문요약 vi영문요약 vii제1장 서론 1제2장 이론적 배경 3제3장 적용사례 13제4장 분석 19제5장 대책 21제6장 결론 51참고문헌 52부 록 53
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