의료용 기기에 사용되는 220V 입력 LED 램프를 위한 효율적인 구동회로의 설계

Abstract

의료용 기기에 사용되는 AC 교류 전원을 가진 조명용 LED 구동회로 세 가지를 제안한다. 의료 기기는 열에 민감하므로 본 논문에서 제안한 구동회로는 높은 효율을 올리는데 초점이 맞추어져 있다. 부분 공진 방법을 이용한 첫 번째 회로의 경우는 새로운 부분 공진과 전류 방전을 이용하여 LED 램프를 구동할 수 있다. 이 회로는 기존 직렬 공진회로에 비해서 인덕터와 커패시터와 같은 외부 소자의 사이즈를 효율적으로 줄일 수 있으며 낮은 출력의 조건에서 더 높은 파워 효율 특성을 가진다. 두 번째로 제안하는 강압형 방식의 직류-직류 변환기 구동회로는 소자의 수가 가장 적은 아주 간단한 형태이다. 마지막으로 제안하는 전하 펌프 구동회로는 커패시터와 다이오드의 모듈로 구성되며 직렬 충전, 병렬 방전의 방법을 이용하여 기존회로에 비해 뛰어난 효율 특성을 가진다. 그리고 해당 LED에 맞는 모듈의 수를 줄이는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 세 가지의 구동회로는 실험적으로 구현되고 실험 되어졌으며 이 가운데서, 전하 펌프를 이용한 구동회로는 220Vrms의 교류 입력전원에 22개의 LED가 직렬로 연결이 된 조건에서 최대 95%의 효율을 보이고 있다. 그리고 정 전류 제어를 위한 저 전압 IC를 Hynix/Magna Chip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 설계하였다.