마일러 컨덴서형 전원장치의 장점

일반적으로 사용되는 LED용 전원장치는 SMPS(Switching Mode Power Supply)라고 불리는데 주요 부품인

전해컨덴서의 수명이 1천시간(주변온도 105℃) 이므로 LED 조명 수명은 SMPS 수명과 동일하여 LED 소자의

장수명(5만시간)이 무의미하며 그 대안으로 제시된 무전해 컨덴서 기술이 AC직결형 전원장치(무전해)로서

국내에서는 약 20여개사에서 구동 IC를 제작하여 공급하고 있다. 단, AC직결형의 경우 저렴한 가격과

장수명(10만 시간)의 장점에도 불구하고 LED 조명 제작시 전기적, 광학적특성의 저하가 발생하고 LED 조명에서

가장 중요한 광효율이 낮아 주로 저출력 저가 조명에 적용되고 있다.

당사에서 원천특허 기술을 보유한 고체 컨덴서 전원기술은 SMPS의 효율(90%이상)과 AC직결형의

장수명(10만시간)을 동시에 만족하고 있으며 기존의 SMPS 방식의 문제점인 쵸크 코일의 스위칭에 의한 초 고전압 및

고주파 동작을 지양하고, 고체 컨덴서(10만시간, 마일러 컨덴서)와 반도체 소자를 이용한 Linear 구동방식을 채택함으로써

영하(-40℃), 영상(80℃) 및 고온 다습한 사용환경에서도 반영구적인 수명과 고신뢰성을 확보하였다.

* SMPS 전원장치의 원리

SMPS는 기본적으로 교류전원을 정류, 평활시켜 직류로 변환 후 이것을 다시 고주파 교류신호로 만들어 페라이트

고주파 트랜스를 이용해 전압을 변환시킵니다. 여기서 전원입력단을 보면 220V가 바로 다이오드를 통해 콘덴서로

충전이 되는데 스위칭 소자에서 출력이 나올 때 콘덴서에 충전을 하고 스위칭 소자가 OFF될 때는 콘덴서에 담겨 있는

전하가 OFF시간 동안 전압을 유지시켜 주는 이러한 회로를 평활회로라고 합니다.

여기서 스위칭 소자의 OFF 시간동안 전압을 유지하기 위해 대용량의 커패시터가 필요하게 되는데 이를 만족하기

위해서 전해커패시터가 주로 사용되고 있으며 이는 SMPS 불량의 80%를 차지할 정도로 중요한 부품입니다.

* 전해컨덴서의 수명

전해 컨덴서의 수명은 액체 커패시터의 고유 특성으로 커패시터 내부의 전해액 증발속도와 동일시 되며 이 전해액의

증발은 내부온도, 리플전류 및 입력전압 등의 요인에 영향을 받게 되는데 정격 정전용량의 80%가되는 시점을 수명으로

정의 할 수 있다. 일반적으로 10만 시간 이상의 수명을 가진 고체 커패시터(마일러, 탄탈)와 달리 전해 커패시터의

수명에는'Arrhenius Rule(10도의 법칙)'이 적용 되는데 주변 온도가 10도 높아질 때마다 내부 전해액의 증발속도는

2배씩 증가하고 10도 낮아질 때마다 증발속도는 2배로 감소하게 된다.

예를 들어, SMPS는 상온(Ta = 25℃)에서 전원장치 내부의 커패시터 주변온도를 65℃ 이하로 설계하는데 통상적으로

전해 커패시터(1,000시간 at 105℃)를 65℃(Ta=25℃)에서 사용하는 경우 16,000hr[=1,000hr*2^(105℃-65℃)/10]의

수명을 가지나 여름철과 같이 주위온도(TP)가 10도 높아지면 전해컨덴서의 수명은 절반인 8,000 시간으로 떨어지게 된다.

* AC직결형 전원장치의 특징

아래의 회로도는 AC직결형(무전해 전원기술) 이라고 알려진 기술의 회로도이며 구동 형태를 보면 LED 어레이를 여러개의

블록으로 만들고 입력전압의 증감에 따라 LED 점등수량을 바꾸기 때문에 평활 컨덴서를 사용하지 않아도 된다. 이 기술은

무전해 전원기술로 장수명과 IC화를 통한 낮은 제조원가 구현이 가능하여 제조사들의 관심을 끌고 있지만 SMPS에 전원

효율(90%)보다 낮은 효율로 인하여 벌브와 같은 저출력 조명이나 저효율의 고출력 조명에 주로 이용되고 있다.

* 전원장치의 성능비교

당사에서 원천 특허를 보유하고 있는 고체 컨덴서 전원장치의 경우 SMPS의 효율(90%이상)과 AC직결형의

장수명(10만시간)을 동시에 만족하고 있으며 구동 주파수를 240Hz로 설정하여 인간의 플리커 인지능력

밖에 있을뿐만 아니라 고속 점멸의 반복을 통해 동일 조도에서 SMPS 조명보다 20% 밝게 느끼는 시인성 개선효과

(Broca-Sulzer effect)를 기대할 수 있다.