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LED 조명을 위한 ST의 다양한 제품 - 아키텍처, 제품, 평가 툴

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글/루이지 갈리오토(Luigi Galioto)

요약

LED 조명 시장이 계속 성장함에 따라 새로운 스마트 기능, 더 높은 기준의 효율성, 확실한 비용 절감이 요구되고 있다. 이 글에서는 이러한 시장의 요구를 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)의 다양한 제품 포트폴리오로 어떻게 충족시킬 수 있는지를 가정용, 상업용, 거리용 조명 등 3개의 주요 애플리케이션 분야를 중심으로 살펴본다. 먼저 전체적인 시스템 관점에서 ST 제품을 소개하고, 관련 제품 및 평가 툴과 함께 주요 아키텍처에 대해 설명할 것이다.

머리말

전문가 분석(“세계 LED 조명 시장”, IHS 보고서, 2016년 3월)에 따르면, LED 범용 조명 시장은 2015년에서 2020년 사이에 가정용은 25%, 상업용은 29%(점포 및 사무실), 거리 조명은 16.9%의 연평균성장률(CAGR)로 성장할 것으로 전망된다. 이러한 성장에는 주로 두 가지 요인이 있다. 첫 번째 는 이미 많은 국가들이 에너지를 중요한 문제로 인식하고, 백열등 사용을 단계적으로 폐지하고 LED와 같이 더 에너지 효율적인 조명을 사용하도록 규제를 도입해 왔다는 것이다. 두 번째 요인은 신흥 경제 체제에서 진행되고 있는 급속한 도시화와 연관된 것으로, 수많은 가정에서 에너지 효율적 조명에 대한 수요가 급격하게 늘고 있으며 도시 인프라 향상에 대한 요구도 높아지고 있다. 이러한 분석과 관련하여 ST는 가정용, 상업용, 거리 조명 LED 애플리케이션용으로 다양한 제품을 제공하고 있다.
ST의 LED 조명용 제품
ST는 전용 및 적합 제품을 포함한 폭넓은 포트폴리오로 LED 범용 조명 애플리케이션 전반을 다루고 있다.
이 글에서는 가정용, 상업용, 거리 조명 등 3개 애플리케이션 분야에 따라, 가장 널리 쓰이는 아키텍처/회로를 위한 ST의 제품, 플랫폼, 평가 보드를 소개한다. 또한 LED 조명을 비롯한 전원 관리 애플리케이션용으로 널리 사용되고 있는 ST의 소프트웨어 툴 eDesignSuite에 대해 설명한다.

가정용

LED 효율과 드라이버 IC에 대한 시장의 요구가 계속 높아지고 있다. 가정용 조명 애플리케이션은 고집적 수준, 고효율, 고역률(HPF), 긴 수명, 디밍 기능과 낮은 시스템 비용, 적은 부품 수를 필요로 한다.
ST는 최대 15W에 이르는 고집적 오프라인 컨버터 제품을 폭넓게 제공한다(각각의 IC 제품은 단일 칩에 전력 MOSFET과 제어 및 보호 회로를 통합). 이 제품들은 800V의 높은 브레이크다운 전압으로 동작하며, 벅, 벅-부스트, 플라이백을 비롯해 시장에서 판매되는 모든 주요 토폴로지를 지원한다. 그 중 전용 오프라인 LED 드라이버 컨버터 제품으로서 HVLED805, HVLED807PF, HVLED815PF는 높은 PF로 그림 1과 같이 정전류/정전압 일차측 레귤레이션(PSR-CC/CV) 모드로 동작하며, 이차측 레귤레이션 IC와 옵토커플러(opto-coupler)가 필요하지 않기 때문에 비용을 낮춰준다. 이외에 LED 구동용으로 적합한 오프라인 컨버터 제품으로 VIPerPlus 시리즈를 제공하고 있다(VIPer*5, VIPer*6, VIPer*7, VIPer*8, VIPer0P, VIPer01).
플라이백 토폴로지용으로는 클램핑 회로를 위한 STRVS* 반복적 과전압 보호 및 STTH* Ultrafast 다이오드 제품(600V~1200V)이 있다. STPS* 쇼트키(Schottky) 다이오드와 FERD* 전계 효과 정류기 제품은 출력 정류에 사용하기에 적합하다. STRVS*의 낮은 누설 전류와 STTH*의 출력 다이오드의 낮은 VF/IR과 우수한 VF/trr 조합은 플라이백의 신뢰성과 효율을 달성한다.
ST는 높은 전력 밀도(최대 61V/3A) LED5000, LED-6000 DC-DC LED 드라이버 컨버터(동일 칩으로 컨트롤러 + MOSFET)를 사용하여 할로겐 전구를 대체할 수 있는 MR16 LED 램프 개발을 지원한다.
또한 ST는 가정용 애플리케이션을 위해 다양한 시스템 평가 보드를 제공한다. 그림 2는 주요 보드들을 보여준다...(중략)