중간 전력 LED의 개선을 통해 설계 간소화

비용은 오늘날 레트로핏 조명 시장의 가장 큰 구동 요인 중 하나이며 중간 전력 LED 제조업체에서 설계자가 설계를 간소화하고 전체 자재 명세서(BOM)를 줄이도록 하는 데 초점을 두는 여러 이유 중 하나입니다. 여러 최신 고급 기술은 가능한 가장 작은 패키지에 최고의 효율과 조명 품질을 획득하는 데 집중합니다. 경우에 따라, LED 제조업체는 공간을 절약하고, 단일 패키지에 2개의 LED 칩을 통합하여 LED 수와 비용을 줄이거나 또는 설계자가 응용 제품을 위한 최고의 LED를 선택할 수 있도록 다양한 칩 표면을 제공하는 데 도움이 되는 고전압 버전을 제공합니다.

엔지니어는 항상 전체 시스템 비용을 줄이면서 제품 설계를 간소화할 수 있는 방법을 모색합니다. 이것이 바로 Philips Lumileds, Osram Opto Semiconductors 및 Samsung Electronics의 일부 최신 중간 전력 LED 설계가 처리하는 부분입니다.

중간 전력 LED 기술의 최신 혁신 중 하나는 Philips Lumileds LUXEON 3535 2D입니다(그림 1). 이 LED는 최소 연색 평가 지수(CRI) 80, 4000K에서 차가운 흰색 조명에 대해 와트당 140루멘(140lm/W)의 효율을 제공합니다. 또한 레트로핏 램프의 LED 수를 50% 감소시킵니다. 이 장치는 패키지에 2개의 LED 칩을 통합하여 개수 절감을 달성함으로써 레트로핏, 소비자 다운라이트 및 확산형 산업 램프의 설계 비용을 줄입니다. 예를 들면 4개의 LED만으로 50W PAR20 램프를 설계하고 6개의 LED만으로 40W A19 램프를 설계할 수 있음을 의미하며, 회사에 따르면 이는 14개 LED에서 감소된 것입니다.

중간 전력 LUXEON 3535 2D LED는 최소 80 CRI 기준으로 2700K ~ 6500K의 상관색 온도(CCI) 전체 영역에 걸쳐 사용 가능합니다. 중간 전력 LED는 0.5W ~ 1W에서 작동하여 3535 폼 팩터에서 최대 130lm을 제공합니다. 100mA를 기준으로 정격화된 이 LED는 최대 200mA까지 구동될 수 있습니다. 이 LED는 85°C 및 150mA 기준 최대 25,000시간까지 Energy Star 인증 요구 사항을 충족합니다.


그림 1: Philips Lumileds LUXEON 3535 2D LED는 최소 80 CRI 기준으로 2700K ~ 6500K의 전체 CCI 영역에 걸쳐 사용 가능합니다(Philips Lumileds 제공).

Philips Lumileds는 또한 픽스처 설계를 간소화하는 데 도움이 되는 고전압 중간 전력 버전을 개발했습니다. LUXEON 3535 HV 고전압 LED(그림 2)는 저가형 고전압 구동기와의 호환성 및 높은 루멘이라는 2가지 주요 이점을 제공합니다. 따라서 픽스처 또는 전구에 대한 시스템 BOM이 감소됩니다.

LUXEON 3535 HV LED를 사용하여 조명 제조업체는 보다 작은 고전압 구동기를 디자인인하여 전체 조명 솔루션에 대해 설계를 간소화하고 총 비용을 낮출 수 있습니다. 이 고전압 중간 전력 포트폴리오는 24V 및 48V 부품으로 제공됩니다.

Philips Lumileds에 따르면 고전압 LED 사용으로 제공되는 주요 이점은 최대 50개 부품을 포함하는 표준 LED 구동기와 비교하여 평균적으로 20개 미만의 부품을 포함하는 구동기를 사용한다는 것입니다. 즉 필요한 부품 수량을 줄이면서 총 BOM 비용도 낮출 수 있습니다.

20mA 기준에서 LUXEON 3535 HV 48V의 통상 루멘 출력 및 효율은 120lm 및 125lm/W(4000K 및 CRI 80 기준)입니다. 24V LED(20mA 기준)의 경우에는 60lm 및 125lm/W(4000K 및 CRI 80 기준)입니다. 이 LED는 1/9 마이크로 컬러 비닝 구조로 제공되며 엄격한 색상 제어를 위해 3스텝 및 5스텝 색상 정확도를 제공합니다. 이 회사는 24V 및 48V 장치를 위한 LM-80 데이터를 제공합니다. LUXEON 3535 HV의 응용 제품에는 레트로핏 전구, 다운라이트, 월 스콘스, 월팩 및 펜던트 조명 같은 공간 제약형 램프가 있습니다. 이러한 제품은 다른 3535 장치와 상호 교환이 가능합니다.


그림 2: 24V 및 48V 부품으로 제공되는 Philips Lumileds LUXEON 3535 HV 48V(20mA 기준)의 통상 루멘 출력 및 효율은 120lm 및 125lm/W(4000K 및 CRI 80 기준)입니다. 24V LED(20mA 기준)의 경우에는 60lm 및 125lm/W(4000K 및 CRI 80 기준)입니다(Philips Lumileds 제공).

또한 레트로핏 및 다운라이트 응용 제품의 비용 및 설계 문제를 해결하는 Osram Opto Semiconductors의 Duris S 5 소형, 중간 전력 LED는 선형 및 영역 실내 조명에 대해 1개의 패키지와 납땜 패드를 사용하여 3가지 광속 및 효율 레벨을 제공합니다. 또한, 이 LED는 35,000시간 이상의 수명을 제공하며 최대 105°C의 보다 높은 온도를 견딜 수 있으므로 조명 제조 비용을 낮출 수 있습니다. 레트로픽 및 다운라이트 이외에도 이 LED는 패널 조명에 사용할 수 있습니다.

Duris S 5 LED(그림 3)는 콤팩트한 설계를 위해 사각의 3mm x 3mm 실장 면적과 작은 원형 발광 표면을 갖추고 있습니다. 즉 이 조명은 렌즈 및 반사판 같은 2차 광학에 쉽게 통합할 수 있습니다. 이 LED는 CRI 90(통상 97) 기준 2700K ~ 6500(흰색)의 CCT 범위에서 사용 가능합니다.

초기에 다양한 칩 표면과 3가지 휘도의 3가지 버전으로 출시된 각 Duris S 5 장치는 다양한 응용 분야를 처리합니다. 첫 번째 버전은 소규모 공간에서 많은 양의 조명을 방출해야 하는 다운라이트 및 LED 레트로핏 같은 응용 분야를 처리합니다. 3000K 및 80 CRI에서, 이 LED는 97lm의 매우 높은 휘도와 100lm/W 이상의 효율을 제공합니다(150mA의 작동 전류 기준).

두 번째 Duris S 5 버전은 높은 효율을 위해 설계되었으며 24lm 및 3000K에서 125lm/W(65mA 기준)를 달성합니다. 대상 응용 분야에는 에너지 소비가 낮고 개별 광점이 드러나지 않아야 하는 패널 조명 및 선형 레트로핏이 포함됩니다. 세 번째 버전은 이러한 모든 응용 분야를 처리하지만 최적의 시스템 비용을 위해 효율이 약간 떨어집니다. 해당 장치는 28lm 및 3000K에서 113lm/W의 효율을 달성합니다.


그림 3: Osram Opto Semiconductors의 초기 Duris S 5 LED 장치는 3가지 휘도 레벨을 처리합니다(Osram Opto Semiconductors 제공).

Osram은 이후 CRI가 90 이상인 2개의 Duris S 5 LED를 추가로 개발했으며 역시 보다 자연스러운 색상 렌더링을 위한 다운라이트 또는 LED 레트로핏을 대상으로 합니다. 2칩 버전은 83lm의 높은 광속(150mA 및 통상 3000K 기준)을 제공합니다. 통상 순방향 전압은 6.35V입니다.

또한 다양한 휘도 레벨과 비용 감소에 대한 필요 사항을 처리하는 Samsung Electronics Co., Ltd.의 고효율 중간 전력 LM561B(그림 4)는 LED 튜브, LED 주변 조명, 다운라이트 및 레트로핏 램프 같은 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 이 LED는 170lm/W의 조명 효율을 특징으로 하며 이는 이전 사양에 비해 성능 레벨이 6% 향상된 것입니다. Samsung에 따르면 이는 중간 전력 LED 패키지용으로 가능한 최고 효율 등급이라고 합니다.

이전 중간 전력 LED 패키지와 비교하여 더 높은 효율을 제공하는 이 새로운 장치는 에너지 소비가 감소하고 열 관리 성능이 향상되어, 보다 작은 방열판과 보다 콤팩트한 장치 사용이 가능하며 이는 모두 설계 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.

LM561B 제품군은 다양한 색상 온도를 제공하며 3가지 휘도 레벨로 사용 가능합니다. 또한 일관적인 색상 품질이나 휘도를 위해 쿼터 비닝을 제공합니다.


그림 4: Samsung Electronics의 LM561B 제품군은 다양한 색상 온도를 제공하며 3가지 휘도 레벨로 사용 가능합니다(Samsung Electronics 제공).

LM561B는 또한 6,000시간의 LM-80 테스트를 완료했습니다. 테스트 결과는 85°C의 작동 온도를 기준으로 150mA 구동 전류에서 93,000시간 동안 L70을 시연하는 TM-21 데이터를 포함합니다. 즉, LM561B는 최소 93,000시간 동안 초기 조명 출력의 최소 70%를 유지할 수 있습니다. 따라서 이 LED 조명은 높은 수준의 루멘 유지가 요구되는 응용 분야에 적합합니다.

결론적으로, 조명 기구와 조명 픽스처에 LED 도입을 더욱 추진시키기 위해 LED 제조업체는 보다 높은 효율, 개선된 기능 및 추가적인 옵션을 제공하는 새로운 중간 전력 LED 개발을 통해 비용 구조를 향상시키도록 지원합니다. 이러한 향상은 간소화된 설계, 향상된 제조 공정 및 재료 명세서 축소를 제공하여 결과적으로 비용을 감소시킵니다.

이 기사에서 설명한 부품에 대한 자세한 내용을 보려면 제공된 링크를 사용하여 DigiKey 웹 사이트의 제품 정보 페이지에 액세스하십시오.