고체 상태 조명(solid-state lighting , SSL)에서 열 관리는 중대한 사안입니다. 가장 효과적이고 간단한 방법은 구동 전류를 줄여서 과도한 열 부하를 줄이는 것입니다. 구동 전류를 줄이면 루멘 출력이 다소 감소하겠지만, 동시에 와트 당 루멘(Lumen Per Watt, LPW)이 증가해 시스템의 효율을 향상시킬 수 있습니다. 300루멘인 Cree사의 XLamp® XM-L 하이 플럭스 쿨 화이트 LED를 예로 들어 보겠습니다.
그림 1. 순방향 전압 대 순방향 전류 (@25°C)
그림 2. 순방향 전류 대 상대 광속(luminous flux) (@25°C)
- 25°C에서 3A로 구동할 경우, 광도는 300lm X 325% = 975lm이며, 필요한 전력은 대략 3A X 3.34V = 10.02W로 효율은 97.3lm/W가 됩니다.
- 그러나 25°C에서 1.5A로 구동할 경우, LED의 광도는 약 300lm X 195% = 585lm이며, 필요한 전력은 1.5A X 3.14V = 4.712W가 되어 효율은 124.2lm/W로 증가합니다.
따라서, 열 부하를 줄이기 위해 구동 전류를 제어해 전체 시스템의 효율을 향상시키는 동시에, 루멘 출력을 충족시키기 위해 LED 개수를 늘리는 것을 고려할 수 있습니다.
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