LED✶

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LED(무기발광 다이오드)

구조적으로 기존의 광원과는 달리 작은 점광원으로 유리전극, 필라멘트 및 수은(Hg)을 사용하지 않아 매우 견고하고, 수명이 길며, 환경친화적
광학적으로 선명한 단색광을 발광하여 연색성이 나쁨, 색을 필요로 하는 조명기구에 적용시 빛 손실이 적고 시인성이 향상되며, 지향성 광원으로써 등기구 손실을 줄일 수 있음
전기적으로 특정전압 이상에서 점등을 시작하고 점등 후에는 작은 전압변화라도 민감하게 전류와 광도가 변화
온도상승시 허용전류와 광출력이 감소하고 많은 열이 발생한 등 주위 온도및 동작온도 변화에 대해 매우 민감하게 동특성이 변화한다. 만약 허용치 이상의 전류가 흐를 경우 수명이 대폭 감소하고 성능이 크게 저하되므로 적절한열처리 장치(Heat Sink)와 전류를 제어하는 구동장치(Ballast)를 필요

LED에 인가되는 전압에 대한 전류의 변화특성으로, 저항소자와는 달리 LED는 일정전압이 인가될 때까지 전류가 흐르지 않다가 임계전압 이상에서는 작은 전압변화에 대해 급격히 전류가 변화하는 특성을 가지고 있다.

구동전류-광출력 특성
- LED에 흐르는 순방향 전류에 대한 광도의 변화특성으로 정격 허용전류 내에서는 전류와 광도는 서로 비례
- 허용전류보다 큰 전류가 흐를 경우 열 손실로 직진성이 없어지며, 이는 발광효율의 저하 및 소손 등 수명단축의 원인
조광제어 특성
- LED의 광출력은 정상동작 범위 내에서 순방향 전류의 크기에 비례하여 넓은 범위에서 조광이 가능, 정전압 상태에서 펄스폭 변조(PWM)방법으로 구현할 수 있다
- 입력 정전압을 일정주파수 이상으로 펄스폭을 조절함으로써 깜빡거림 없이 시각적인 조광효과를 얻을 수 있음
LED드라이버(Ballast)
- LED드라이버는 LED에 흐르는 전류의 흐름을 조절하는 것으로 방전램프의 안정기와 유사한 기능을 수행
- LED드라이버는 LED조명기기의 조명 성능과 수명을 좌우할수 있는 중요 장치로써 LED어레이의 배열구조, 동작조건 및 조명환경 등을 고려하여 설계

온도상승에 따른 광출력 특성
순방향 전류를 일정하게 흐르게 하고 주위 온도 변화에 대한 광도의 변화특성으로 온도가 상승함에 따라 광도가 크게 감소

온도상승에 따른 허용전류 특성
- 주위 온도변화에 대한 허용 순방향 전류의 변화특성으로 주위온도가 높을수록 열저항이 클수록 허용전류가 크게 감소
- LED램프의 안전운전과 효율 및 수명 향상을 위해 동작온도 상승을 억제하는 방열장치 부착
온도와 구동전압에 따른 전류 특성
- 온도 상승에 따른 정전류 운전에 필요한 구동전압의 변화를 보여 주고 있다. 온도가 1[℃]상승 시 약 2[mA]가 감소해야 정전류 운전이 가능
- SMPS(SwitchingModePowerSupply)로 구동할 경우 온도상승에 따라 전류가 증가하여 LED의 허용전류 범위를 벗어나 수명에 영향을 줌
- LED조명기구는 설치장소와 주위환경에 따라 조명 성능이 변화하고 심할경우 소손될 수 있으므로 조명기구 설계시 적절한 전류제어장치와 방열장치를 고려함
온도상승에 따른 스펙트럼 변이 특성
- LED의 발광 파장은 접합부의 온도에 의해 전이하며, LED에 흐르는 전류의 변화는 접합부 온도에 영향을 끼침
- 구동전류제어에 의한 조광제어 시 접합부온도 변화에 따른 색 변이가능성이 있음. 이때 빨강, 노랑의 Al,Ga,In,P LED는 파랑, 녹색, 백색의 In,Ga LED보다 더 큰 스펙트럼 전이를 갖는다. 이에 따라 백색을 생성하기 위해 다양한 색상의 LED를 혼합하여 사용 시 문제가 발생될수 있음.

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