백색 LED를 사용한 조명용 광원의 설계 및 분석

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은숙 함
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21 1879 년백열등 1938 년형광램프 1964 년 HID 램프 1990 년대초 ( 신광원 ) 무전극방전램프 LED 램프 에너지절약기술개발활성화대두 Solid-State Lighting 고효율, 장수명, 고연색성, 에너지및자원절약 쾌적성, 안전성, 지구환경보호, 다양한색가변가능

36 x CIE 비시감도곡선 (CIE) 발광효율 (lm/w) 백 녹 InGaN 쳥 적황 AlGaInP 고압나트륨램프 (1kW) 형광등 (40W) 수은등 (1kW) 할로겐전구 (30W) 텅스텐전구 (60W) 적색필터부착텅스텐전구 (60W) 파장 (nm)

38 이후도새로운효율향상이전망되고있다 형광등 발광효율 (lm/w) LED 20 13~15 21 세기의빛프로젝트 (JRCM) 2010 년에 120 lm/w 를목표백열등 년 LED 는광의지향성이강하고렌즈를사용하기때문에대부분의빛을유용하게이용할수있다 백열등은기구에들어간경우일부의빛을유용하게사용할수없다 LED 렌즈

44 수광기 LED 면적 : A = 100 mm2의원형설비 d 필터 d: LED 와수광기사이의거리 [m]

46 IPR-DES B : Blue Standard IPR-DES G : Green Standard IPR-DES Y : Yellow Standard IPR-DES O(A) : Orange Standard IPR-DES R : Red Standard IPR-DES IR : Infrared Standard 표준 LED 케이스 케이블 LED 칩가열용소자 LED 용전원및온도안정화장치

48 버퍼 보조 LED 보조 LED 수광기 버퍼 수광기 제공 LED 수광기 제공 LED 버퍼보조 LED 제공 LED

49 Sphere diameter > 30 cm LED stability, 10 min Real intensity Time, min

50 금액 ( 백만달러 ) 년

51 휴대용기기 16 표시및디스플레이 자동차 조명 신호 기타 응용분야 금액 ( 백만달러 ) 기타조명지동차신호이동기기표시 / 디스플레이 년

58 y InGaN 괘적 LED 디스플레이 CRT 상대강도 [a.u.] InGaN λd=466nm Tcp=6500 K Ra=89.8 Efficacy =40 lm/w InGaN λd=548nm AlGaInP λd=608nm x 파장 [nm]

59 Ta=25, If=20mA YAG 여기스펙트럼 EM=570nm YAG 형광스펙트럼 EX=460nm 상대강도 [a.u.] Tcp=6300 K Ra=84.6 Vf=3.37[V] Efficacy =24.8 lm/w 상대강도 [a.u.] Blue LED 파장 [nm] 파장 [nm]

61 상대강도 [a.u.] Ta=25, If=20mA Tcp=8950 K Ra=88.1 Vf=3.34[V] Efficacy =11.6 lm/w 상대강도 [a.u.] Ta=25, If=20mA Tcp=5800 K Ra=86.3 Vf=3.2[V] Efficacy =26.1 lm/w 파장 [nm] 파장 [nm]

65 Efficiency η ex (%) CW η ex P max Univ.SC Cree Nichia 미쓰비시전선 Nichia NTT Univ.SC (In)AlGaN GaN InGaN Output P max (mw) Wavelength λ(nm)

72 발광효율 일반조명 100 (lm/w) 10 형광램프전구 계단조명 신개념조명 가로등사인판넬자동차용 간판조명손전등식물육성용백라이트 신개념을기초로한 LED 조명설계 LED 단가엔 100 상액구 년

73 X = k Φ (λ )x (λ )dλ Y = k Φ (λ )y (λ )dλ Z = k Φ (λ)z (λ)dλ

80 3

84 (a) LED 13 개 (b) LED 12 개 (c) LED 11 개 (d) LED 10 개 (e) LED 9 개 (f) LED 8 개

86 < LED 감소에따른 Lux 변화도 > lux value Lux value LEDs 12 LEDs 11 LEDs 10 LEDs 9 LEDs 8 LEDs < LED 개수 >

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106 < No Globe > 95.40% 95.20% 95.00% Efficiency(%) 94.80% 94.60% 94.40% 94.20% 94.00% 93.80% LED49_no_globe A_10mm A_15mm

107 < Reflector 로부터 Globe 가 30mm 떨어져있을때효율비교 > 86.85% 86.80% 86.75% Efficiency(%) 86.70% 86.65% 86.60% 86.55% 86.50% LED49_30mm_20 B_10mm B_15mm

108 < Reflector 로부터 Globe 가 50mm 떨어져있을때효율비교 > 87.60% 87.50% 87.40% Efficiency(%) 87.30% 87.20% 87.10% 87.00% 86.90% LED49_50mm_20 C_10mm C_15mm

109 < Globe 가없을때 LED 간격에따른 Maximum Candela > Candela LED49_no_globe A_10mm A_15mm

110 < Reflector 로부터 Globe 가 30mm 떨어져있을때 Maximum Candela > Candela LED49_30mm_20 B_10mm B_15mm

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118 연색성수치 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 연색성색깔 57

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123 고휘도 LED 8.2mm 210mm 8.2mm

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126 hole 6mm 6mm

127 Reflector LED Soldering 원형 PCB

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129 PCB 기판 200mm 120mm 75mm 240mm

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133 HB LED 광원 48ea 48ea 48ea 48ea 8 개전원회로 48ea 48ea 45ea 48ea

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135 LM2575 INPUT (7.0 40V) 100uF + 1 Feedback 4 Vin Output 2 Gnd On/Off uH 1N uF OUTPUT (5V, 1A) R1 R2 R48 Vin 식 여기서 전력 전류 저항

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137 조명용 LED 광원 적분구 ( 광특성 ) 광전류 -> 전압변환장치 Interface Card Data Storage Computer

138 LED Light source system Baffle Integrating Sphere Detector - Photometers - Spectroradiometer - Radiometers

139 광전류 -> 전압변환장치 조명용 LED 광원 전원공급기

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141 Pivot LED 광원 Direct light shield Photocell Mirror

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제49회 부산과학전람회

제49회 부산과학전람회 작품번호 1507 출품분야학생부출품부문지구과학 2012. 07. 10 구분성명 출품학생 지도교사 윤정관 이경훈 그림 1> 전세계광해분포지도 (Globe at Night 포스터 ) - 1 - 그림 2> 우리나라의광해분포지도 (Cinzano et al., 2001) - 2 - - 3 - 그림 3> 광해에의한하늘밝아짐이천체관측에미치는영향 (Stellarium