The Developed Study for SMPS to Protect the Noise and Inrush Current at LED Lighting Source

LED 광원에서 잡음 및 돌입전류 방지를 위한 스위칭모드 전원공급 장치 (SMPS) 개발 연구

This Study focused on the development of SMPS (Switching Mode Power Supply) to supply the constant votage and current nevertheless LED fluorescent Light generated the electric noise (with Harmonics) and Inrush current at instant time of turn-on and off. Recently, according to the Green policy in government, the LED fluorescent Lighter showed the rapidly increasing tend as indoor and outdoor Lighter. But, because of costs, LED fluorescent Light not considered and neglected the following items; power factor, efficiency, Harmonics and Inrush current. So, we are developed the SMPS about 3 key issues as follows: 1st, power factor and efficiency is 85%. 2nd, the switching noisy by harmonic is minimized. 3rd, the Inrush current at turn on and off time is reduced the minimum 0.3 A after $100{\mu}sec$ on turnon time. The proposed SMPS adjusted by LNK 409 driver (included the high frequency modulation function). Although, the developed SMPS maintained the about 85% of power factor and efficiency. but, the SMPS must be generated low heat by the variation of minute load current at switching timing. To improve the above weak point, the developed SMPS have the feedback monitoring circuit between input side and output side to maintain the power factor and efficiency. Also, we are studied the time-constant of control circuit to output the constant voltage and current nevertheless the load disturbance of LED lighting. The LED fluorescent Light of 46W is checked the above items.

최근 급속한 녹색환경 정책으로 LED를 이용한 조명 광원들이 설치 운용하고 있으나, 이들 광원의 전원 공급은 안정된 직류 전원 공급을 위해서 스위칭 모드 전원 공급(SMPS) 장치로 전원을 공급하고 있다. 그러나, 이들 전원 공급 장치는 공급 단가 때문에 설계 및 설치과정에서 스위칭에 따른 전력과 변환역률, 전기적 노이즈 및 돌입전류들은 간과하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 SMPS는 고품질의 전원을 LED 조명 부하에 공급하기 위하여 스위칭 시에 다음과 같은 3가지 관점에서 회로를 연구하였다. 첫 번째, 역률과 효율을 약 85% 확보하고, 두 번째, 노이즈(고조파 포함) 최소화, 세 번째는 스위치-온 시 3A 돌입전류를 $100{\mu}sec$ 후 최소 0.3 A로 감소하여 돌입 전류 침입을 최소화 하고자 하였다. 본 연구에서는 IC형 구동기(LNK 409)를 적용하여 입력전압과 출력상황을 귀환 형태로 감시하도록 하였으며, 정전류 출력을 위하여 정전압을 유지할 수 있는 제어회로와 시상수를 개발하였다. 그러나, 부하 변동 시 미세한 전류의 불규칙으로 인한 발열 문제는 해결하지 못하고 있다. 이를 증명하고자 LED 조명 부하 46 W급을 대상으로 효과를 검증하였다.