업무공간에서 선호되는 LED 조명의 조도와 상관색온도 분석

윤혜경,우승현 대한건축학회지회연합회 2016 대한건축학회연합논문집 Vol.18 No.1

이 연구는 LED 조명의 사용 증가에 따라 업무공간에서 사용 또는 선호되던 기존의 상관색온도와 조도가 일관되게 사용되어도 될지를 사용자 중심으로 그 선호수준을 파악하고 LED 조명에 적합한 조도와 상관색온도를 파악하고자 한다. 이는 LED 조명 사용에 따른 건축 계획 측면에서의 변경 요소들을 계획하는 것에 기초자료가 되리라 여겨진다. LED 조명의 조도와 상관색온도 관계를 업무공간행위와 선호도를 실험결과로 보여주는 문헌조사를 통해서 그 결과 값들을 비교 분석하였다. 그 결과 LED 조명에서 조도의 경우에 작업면을 기준으로 500lux 이상일 때 선호도나 작업수행평가 결과가 우수하게 나타났고, 한글 위주인 국내 업무공간에 적합한 상관색온도는 6000K 이상으로 조명환경을 조성하는 것이 선호도와 업무효율을 높일 수 있는 것으로 파악된다. This study aims to establish the proper illuminance and the Correlated Color Temperature(CCT) levels of Light-Emitting Diode (LED) lighting after analyzing the preference of the current illuminance and the CCT levels in workspace with LED lighting conditions as the lighting has been increasingly encouraged. It would be the fundamental data to design and to reply the changes of the workplace with LED lighting. To do that, data were collected and examined from the literature review based on experiments with preferences, satisfaction and task performances under various illuminance and the CCT levels in workspace. The findings show that more than 500lux and more than 6000K are the proper illuminance and the CCT levels respectively to bring better preference and performance for the workplanes of the workplaces under LED lighting.

LED 통신 시스템의 데이터 전송 알고리즘

김경호,황유민,김진영 통신위성ㆍ우주산업연구회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.2

LED 통신은 LED(Light Emitting Diode)에서 나오는 가시광선을 이용해 정보를 전송하는 무선통신기술로 RF(Radio Frequency) 통신의 문제점인 주파수 할당, 인체 내 유해성, 보안의 취약성, 전자기기 간 간섭 등을 극복할 수 있는 기술이다. LED를 이용하여 조명과 통신을 동시에 사용할 수 있는 융합 기술로 유비쿼터스 환경에 적합하다. 본 논문에서는 LED, PD(Photodiode) 및 MCU(Micro Controller Unit)를 이용한 LED 통신 시스템의 데이터 전송 알고리즘을 개발하였고 구현하는 과정을 소개한다.

전류보상 및 보호 기능을 갖는 BLU용 LED Driver IC설계

이승우,이중기,김선엽 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.10

In recent years, as LED display systems are actively spread, study on effective control methods for an LED driver for driving the systems has been in progress. The most representative among them is the uniform brightness control method for the LED driver channel. In this paper, we propose an LED driver IC for BLU with current compensation and system protection functions to minimize channel luminance deviation. It is designed for current accuracy within ±3% between channels and a channel current of 150 mA. In order to satisfy the design specifications, the channel amplifier offset was canceled out by a chopping operation using a channel-driving PWM signal. Also, a pre-charge function was implemented to minimize the fast operation speed and luminance deviation between channels. LED error (open, short), switch TR short detection, and operating temperature protection circuits were designed to protect the IC and BLU systems. The proposed IC was fabricated using a Magnachip 0.35-um CMOS process and verified using Cadence and Synopsys' Design Tool. The fabricated LED driver IC has current accuracy within ±1.5% between channels and 150-mA channel output characteristics. The error detection circuits were verified by a test board. 최근 LED 디스플레이 시스템이 활발히 보급됨에 따라서 시스템 구동을 위한 LED 드라이버의 효과적인 제어 방법에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중에 가장 대표적인 것이 LED Driver 채널의 균일한 밝기 제어이다. 본 논문 에서는 채널 휘도 편차 최소화를 위한 전류보상 및 시스템 보호 기능을 갖는 BLU용 LED driver IC를 제안하였다. 제안하는 LED Driver IC는 채널 간 ±3% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 전류를 목표로 설계하였다. 설계 사양을 만족시키기 위해 채널 구동 PWM 신호를 이용한 chopping 동작을 수행하도록 하여 채널 앰프 옵셋을 상쇄할 수 있도록 하였다. 또한 pre-charge기능을 구현하여 빠른 동작 속도와 채널간 휘도 편차를 최소화할 수 있도록 하였다. LED에러(오픈, 쇼트), 스위치 TR 쇼트 감지 및 동작 온도 보호 회로를 설계하여 IC 및 BLU시스템을 보호할 수 있도록 하였다. 제안된 IC는 Cadence 및 Synopsys사의 Design Tool을 사용하여 설계 하였으며, Magnachip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 제작된 LED driver IC는 채널 간 ±1.5% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 출력 특성을 만족하였으며, 평가 보드를 통해 에러 검출 회로들이 정상 동작함을 확인하였다.

Life time comparison of LED package and the self-ballasted LED lamps by simple linear regression analysis

Yoon, Y.G.,Hyung, J.P.,Jeong, U.H.,Lim, H.W.,Jang, J.S. Pergamon Press 2015 Microelectronics and reliability Vol.55 No.9

The energy efficient long-life self-ballasted LED lamps are designed considering the reliability test result of LED package. We also try to predict the lumen maintenance life for the self-ballasted LED lamps because there were a lot of failure mechanisms for a various environment stress. Many studies have investigated the environmental stress effects on LED packages [2,3,4, and 5]. However, comparing to LED package, there is not enough data to study the lumen maintenance life for the self-ballasted LED lamps. IES LM-80-08 is the approved method for measuring lumen maintenance of LED light sources [1]. It suggests using the Arrhenius Equation to calculate the interpolated lumen maintenance life. We followed this method and obtained lumen degradation patterns from three different thermal stresses as indicated in the IEC 62621 standard. Under the three different thermal stresses, the on-off test (30on and 30s off) was conducted on the self-ballasted LED lamps which were made of the same selected LED package (3V, 64mA). The intent of the research isn't to set up a new curve-fit for non-linear lumen degradation pattern. Our research goals are to find methods to compare the lumen degradation pattern of LED package and the self-ballasted LED lamp using simple linear regression analysis. As simple straight linear line is assumed for lumen degradation after ALT testing We found the slope of the mathematical model is easily comparable for three different temperatures and for different number of LED whether it is single or consists of forty or eighty LED. By comparing each values of the slope the effect of increase in number of LED can be shown at each thermal stress. This study is the first step towards the presentation on the lumen maintenance life of the self-ballasted LED lamp on three different temperatures. Additional information must be accumulated in the future to further study on the LED lighting product reliability.

LED에서 발광층의 높이가 광추출 효율에 미치는 영향

권기영 국제문화기술진흥원 2021 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.7 No.1

본 연구에서는 일반적인 구조의 LED와 경사진 구조의 LED에 대하여, 전극이 없을 때와 전극에서 20%의 흡 수(80% 반사)가 발생할 때, 그리고 전극에서 60%의 흡수(40% 반사)가 발생할 때로 구분하여, 전극에서의 흡수와 활 성 영역의 높이가 광추출 효율 및 평균 광자 진행 거리에 미치는 영향을 조사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안 하였다. 일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 18%에서 15%, 13%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED에서는 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 38%에서 33%, 25%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED는 일반적인 LED 보다 광추출 효율을 두 배 이상 높일 수 있다. 이는 전반사에 의해 광자가 칩 내부에 갇히는 현상을 줄여주기 때문이다. In this paper, for the typical LED and the tilted LED, when there is no electrode, when 20% absorption (80% reflection) occurs at the electrode, and when 60% absorption (40% reflection) occurs at the electrode, the effect of the absorption at the electrode and the height of the active region on the photon extraction efficiency and the mean photon path length was investigated, and an appropriate height of the active region was proposed. In a typical LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 18% to 15% and 13%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. In the tilted LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 38% to 33% and 25%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. The tilted LED can increase the photon extraction efficiency more than twice than that of a typical LED, where photons are trapped inside the chip due to total reflection.

LED조명기구의 조도ㆍ휘도분포 특성 분석에 관한 연구

이진숙(Jin-Sook Lee),김원도(Won-Do Kim),김병수(Byoung-Soo Kim),한원탁(Won-Tak Han) 한국조명·전기설비학회 2008 조명·전기설비학회논문지 Vol.22 No.9

본 연구의 목적은 형광등조명기구와 LED조명기구와의 물리적 특성을 비교하여 LED조명기구의 기본적인 특성을 분석하는데 있다. 여기서 두가지 조명기구의 균제도 및 휘도분포 측면에서 비교ㆍ분석하여 LED조명기구를 건축실내공간에 적용하기 위한 자료를 작성하였다. 연구는 4단계로 나누어 진행하였다. 첫째, 기존의 조명기구와 비교한 LED조명광원의 이론적인 검토를 하였다. 둘째, 연구의 목적에 부합되도록 실험변인을 조절할 수 있는 실물대모 형(Mock-up)을 제작하였다. 셋째, 설치된 실물대모형을 이용하여 조명기구별 균제도ㆍ휘도분포를 측정하였다. 최종적으로, 기존의 형광등기구와 LED조명기구간의 균제도ㆍ휘도분포 특성을 비교분석하였다 . 연구결과 LED조명기구가 균제도 0.569로 기존 형광등조명기구의 균제도 0.522보다 높아 균일한 조도분포 특성을 보이고 전반확산이 양호한 것으로 나타났다. 또한 휘도분포를 측정한 결과 LED조명기구가 보다 균일한 휘도분포특성을 보였고, 벽면의 휘도분포는 형광등조명기구에 의한 최대휘도가 180.6[cd/㎡]LED조명기구는 155.26[cd/㎡]로 형광등이 높고, 평균휘도는 형광동조명기구가 44.32[cd/㎡]LED조명기구가 58.65[cd/㎡]로 LED조명기구가 높게 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, LED조명기구가 형광등조명기구보다 재실자에게 보다 쾌적한 작업환경을 구성할 수 있는 조명이라 판단된다. This study is intended to compare physical properties of fluorescent luminaires with ones of LED lwninaires so as to analyze fundamental characteristics of LED luminaires. For this, a comparative analysis of uniformity ratio of illuminance and luminaires distribution of these two luminaires was made, and materials for applying LED luminaires to interior construction space were prepared. This study was carried out in four stages. First, a theoretical review on LED illumination light source was made compared with the existing luminaires. Second, a mock-up to control experimental variables to meet the objective of this study was manufactured. Third, uniformity ratio of illuminance and luminance distribution of each luminaire were measured by using the mock-up. Fourth, a comparative analysis of uniformity ratio of illuminance and characteristics of luminance distribution of the existing fluorescent luminaires and LED ones was made. As a result of the ,study the uniformity ratio of illuminance of LED luminaires 0.569, was higher than one of the existing fluorescent luminaires, 0.522. Namely, it was shown that illuninance distribution of LED luminaires was uniform and global diffuse was good. As a result of measuring luminance distribution, it was found that luminance distribution of LED luminaires was more uniform than one of the existing fluorescent luminaires. The maximum luminance of fluorescent luminaires and LED luminaires over the wall was 180.6[cd/㎡]and 155.26[cd/㎡] respectively. Namely the maximum luminance of fluorescent luminaires was higher than one of LED luminaires. The average luminance of fluorescent luminaires and LED luminaires was 44.32[cd/㎡] and 58.65[cd/㎡] Like this, the average luminance of LED luminaires was higher than one of fluorescent luminaires. Considering these results, it’s thought that LED luminaires can give a person in the room a more comfortable working environment than fluorescent luminaires.

LED광을 이용한 눈꽃동충하초 생산

조유영 ( You Young Jo ),권해용 ( Haeyong Kweon ),이광길 ( Kwang Gill Lee ),이희삼 ( Heui Sam Lee ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ) 한국잠사학회 2014 한국잠사곤충학회지 Vol.52 No.1

최근 다양한 파장의 LED를 이용한 작물의 생장과 기능성 물질의 변화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 LED 조사가 눈꽃동충하초 생산에 미치는 영향을 알아보고자, 청색LED, 적색LED, 형광등 아래에서 눈꽃동충하초를 재배하여, 자실체 형성율, 자실체 개수, 자실체 길이 등을 관찰하였다. 그 결과, 적색 LED 광에서 재배한 눈꽃동충하초의 자실체 발생율은 100%에 달하였으며, 뿐만 아니라 형성된 자실체의 개수가 37%까지 증가하는 등 자실체 무게, 자실체 길이 등 모든 항목에서 우수한 결과를 보여주었다. 하지만 청색 LED광에서는 오히려 생육을 저해하는 결과를 나타내었다. 따라서, 눈꽃동충하초 재배 시, 적색 LED를 조사한다면 농가의 소득 향상에 도움을 줄 것으로 여겨진다. The effects of LED irradiation on growth and functional components of crops are actively being studied. We investigated the effects of red LED on the cordyceps cultivation because Cordyceps is very difficult to find in the wild and to cultivation. The synnemata formation rate of P. tenuipes was 100% under red LED. Also weight, length, and number of the synnemata were significantly increased. We expect that the red LED treatment will be of help to improve farm income.

조명용 백색 LED광원의 등기구 형태에 따른 광도 및 기구효율 분석

황명근,허창수,서유진,Hwang, Myung-Keun,Huh, Chang-Su,Seo, Yu-Jin 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.3

본 논문에서는 조명용 고휘도(HB, high brightness) 백색 LED(light emitting diode)램프의 배열 및 여러 가지 등기구 글로브(globe)의 형태에 따른 광도(luminous intensity)값과 기구효율(luminaire efficiency)을 컴퓨터 시뮬레이션으로 수행하여 비교분석 하였다. 즉, LED의 배열은 가로${\times}$세로(7개${\times}$7개)가 정사각형 형태로 49개를 배열하고, LED 간격은 LED의 발광면 중심부로부터 8.2[mm], 10.0[mm], 15.0[mm]로 각각 3가지로 하였으며, 등기구의 글로브는 LED발광면 중심부에서 30[mm], 50[mm] 떨어진 거리로 구분하였다. 또한 등기구 글로브가 없을 때와 있을때로 구분하여 있을 때에는 글로브 형태를 볼록 원형과 엠보(embossing)형태로 구분하고 엠보는 8.2[mm], 5.0[mm]의 크기에 따른 선택으로 시뮬레이션 27가지로 수행하여 등기구의 글로브 형태에 따른 광도 및 기구효율을 고찰해 봄으로써 앞으로 21세기 디지털조명이라고 일컫는 LED를 사용한 LED 광원(light source) 및 등기구 개발에 많은 도움이 되고자 하였다. In this paper, luminaire optical efficiency and luminous intensity according to array of HB(high brightness) white LED(light emitting diode) and globe types of luminaire were simulated by computer and made a comparative analysis. LEDs were arranged by square of 7ea X 7ea. LED space has been divided into 8.2mm, 10mm and 15mm that mean distances between luminous centers of LEDs, and luminaire globes were classified into 30mm and 50mm 묘묘 from luminous center of LEDs. Also the simulations were made with / without globe, globe types were specified by convex and embossing types of which sizes are 8.2mm and 5.0mm, So total 27 classes of simulation were performed. This paper is to help luminire development using LED light source called digital lighting of 21th century, by studying luminire effciency and luminous intensity of different types of globes.

정전압·정전류 동시제어 LED 컨버터

맹충용(Chung-Yong Mang),이원석(Won-Seok Lee) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.11

압출떡의 유통기한 연장을 위한 LED 조사의 Bacillus cereus 억제 효과 및 LED의 배열에 따른 빛의 조사 패턴 시뮬레이션

정화빈,육현균,윤원병 한국응용생명화학회 2019 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.62 No.2

The optimum design of LED device for irradiation of 460 nm blue light on extruded rice cake using simulation and the effect of the blue light on the inactivation of Bacillus cereus (B. cereus) group on the rice cake were investigated. The irradiated light intensity patterns on the surface area of the sample were simulated with three different LED arrays (centered, cross, and evenly spaced) and at various distances (22, 32, 42 mm) between the LED modules and the sample. In addition, the uniformity was calculated as Petri factor. The evenly spaced array resulted the most uniform light intensity pattern in the simulation, and the Petri factor of 32 and 42 mm of the distances showed higher than 0.9, which represents the ideal uniformity of LED device. The bacterial population of the rice cake decreased to less than the initial bacterial population during exposure to LED blue light, whereas the bacterial population of the control sample increased. The bacterial count of the rice cake after blue light irradiation for 24 h was 1.21 log CFU/g lower than the control sample. Petri factor increased with increase of the distance between the light source and sample, however, the reduction rate of B. cereus group decreased. Therefore, the design of LED device, that represented the Petri factor higher than 0.9 and inactivated the population of B. cereus group, with evenly spaced and 32 mm of distance between the light source and sample was suitable for extending shelf-life of rice cake. 본 연구에서는 460 nm 파장의 청색 가시광선을 압출 떡의 표면에 조사하기 위하여 장치의 최적 디자인을 시뮬레이션을 통하여 확인하고 청색광이 압출 떡의 표면에서 식품 위해균인 B. cereus group에 미치는 영향을 확인하였다. LED 장치에서 광원모듈의 세 가지 배열(centered, cross, evenly spaced) 및 광원과 샘플 표면 사이의 거리(22, 32, 42 mm)에 따른 조사 면적에서 빛의 세기 패턴을 시뮬레이션을 통하여 계산하고, Petri factor를 통하여 균일도를 확인하였다. LED 배열의 균일도는evenly spaced 배열에서 가장 균일한 패턴을 보였으며, 광원과의 거리가 32 및 42 mm일 경우 Petri factor가 0.9 이상으로높은 균일도를 나타내었다. 떡볶이 떡에 LED 청색광을 조사한경우 24 h 후 균 수가 초기 균 수에 비하여 감소하였으며, LED 를 조사하지 않은 대조군에서는 초기 균 수가 증가하여 1.21 log CFU/g의 차이를 보였다. LED 조사 시 광원과 샘플의 거리가 증가할수록 Petri factor는 증가하나 감균 효과가 낮아지는결과를 나타내었다. 따라서 Petri factor가 0.9 이상임을 만족하는 evenly spaced 배열의 32 mm 거리가 떡의 유통기한 연장을위한 LED 장치의 디자인에 적합함을 확인하였다.