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1. 구동 장치와 안정적인 열 관리 기능을 갖춘 최적화된 LED 조명을 만드는 데 몇 초가 걸릴까요?
실제 예를 살펴봅시다. 최종 목표는 출력 8,000루멘, AC 공급 전압 110~130V의 LED 가로등입니다. 설계 요구 사항에 따라 주변 온도 50oC의 가혹한 환경을 견뎌야 합니다.
이 조명 솔루션을 만들려면 설계자는 조명 출력, 시스템 비용, 발열, 크기, 제조 복잡성, 열 관리 및 열이 성능에 미치는 영향, 정전류 LED 드라이버 회로 및 LED 동적 저항, 부품 선택, 시스템 손실 및 에너지 효율, 공급업체 선택, 출시 시간 등 여러 가지를 고려해야 합니다.
LED 조명 설계 예:
| 매개변수 |
사양 |
| 애플리케이션 |
LED 가로등 |
| 조명 출력 |
8,000루멘 |
| 공급 전압 |
AC 110~130V |
| 주변 온도 |
50°C |
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2. 솔루션을 얻기 위해 WEBENCH® LED 아키텍처를 구성했습니다.
- AC 소스 전압: 110~130V
- 온도: 50oC
- 목표 출력: 8,800루멘(렌즈 효과를 통한 10% 손실 허용)
- 색상: 차가운 백색광
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3. 제공되는 완전한 조명 설계를 비교 및 평가
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a:
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8,800루멘
Optimizer 설정 3
53 Cree MX6 LED
히트 싱크 66x25cm
볼륨 1k당 BOM 비용 $150
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b:
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비쥬얼라이저 그래프에 비교 값 표시
왼쪽의 녹색 동그라미
또는 표의 녹색 맨 윗줄이 권장 값
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4. 신속하게 설계 대안 검토
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a:
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8800루멘
Optimizer 설정 2(크기 및 비용 중심)
48 Cree MX6 LED
히트 싱크 47x25cm
볼륨 1k당 BOM 비용 $127
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설계 요구 사항이 저렴한 비용이므로 Optimizer Dial을 2로 설정하여 결과를 저비용으로 튜닝합니다. 이렇게 하면 출력을 8,800루멘으로 유지하고 LED 수를 줄이기 위해 LED를 통해 더 많은 전류가 공급되도록 설계가 변경됩니다.
설계 요구 사항에는 작은 풋프린트도 있습니다. 히트 싱크가 작을수록 설계의 작동 온도가 상승합니다. 다이얼 설정 2에서는 LED의 풋프린트가 작고 발열이 높기 때문에 실제 응용 시에는 타협안이 제품 수명에 미치는 영향을 고려해야 합니다.
다이얼 설정 1 및 2에서는 온도가 제조업체의 최대 온도 등급까지 상승하는 것이 허용됩니다. 이렇게 하면 풋프린트가 작고 비용이 저렴하다는 장점이 있지만 작동 온도가 상승하는 단점도 있습니다. 작동 온도는 사용자가 Advanced Inputs(고급 입력) 패널을 통해 제어할 수 있습니다.
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| 5. Optimizer Dial을 사용하여 다른 조명 설계 시나리오 평가
Optimizer Dial을 설정하여 WEBENCH® LED 아키텍처의 모든 부품 선택에 대한 계산을 시스템 수준에서 조정할 수 있습니다.
Optimizer Dial을 1로 설정하면 모든 방정식 및 라이브러리가 물리적 크기 최소화 위주로 선택됩니다. 초소형 LED 86개를 사용하여 출력을 8,800루멘에 맞추면 완전한 조명 솔루션을 만들어서 13x25cm2의 공간에서 발열을 안전하게 관리할 수 있습니다.
또는 발광 효율(또는 에너지 효율)을 극대화하려면 다이얼을 5로 설정합니다. 그러면 모든 항목이 효율 위주로 선택됩니다.
물론 모든 설정에서 설계자는 Advanced Inputs(고급 입력) 링크를 통해 모든 선택 항목을 제어하거나 튜닝할 수 있습니다.
원하는 LED/히트 싱크 조합의 Select(선택) 버튼을 누릅니다. 이 예에서는 옵션 2를 선택하겠습니다.
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6. 정전류 LED 구동 장치에 대한 옵션 중에서 선택
선택한 조명의 전압, 전류 및 작동 온도 요구 사항을 기반으로 구동 장치를 구성합니다.
LED 여러 개를 연결하여 다양한 방법으로 구동할 수 있습니다.
- 직렬 연결: 낮은 전류와 균형 잡힌 스트링, 하지만 높은 전압
- 병렬 연결: 낮은 전압, 하지만 전류 공유 문제 발생
드라이버 토폴로지 대안:
Select LED(LED 선택)를 클릭하면 WEBENCH® LED 아키텍처가 모든 전원 설계 옵션을 계산하여 다음 화면에 최적의 솔루션을 표시해 줍니다.
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7. WEBENCH® Optimizer Dial을 사용하여 구동 회로 선택 조건을 간편하게 튜닝
회로 요구 사항에는 드라이버 회로 및 부품이 안정적으로 작동하는 범위가 지정되어 있습니다.
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이 범위 내에서 Optimizer Dial을 설정하여 각 부품 선택 조건을 튜닝하거나 조정할 수 있습니다.
물론 이 그림은 전부 기본으로 선택한 화면입니다. 사용자는 선택한 부품을 지정된 범위 내의 다른 부품과 교체하거나 원하는 제조업체가 없을 경우 회로에 사용자 지정 부품을 추가할 수 있습니다.
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8. 전자 구동 회로 평가
Power 아키텍처나 LED 아키텍처와 같은 WEBENCH® 아키텍처 제품은 기본 WEBENCH 클라이언트 대시보드의 왼쪽 슬라이드에 프로젝트 요약 패널이 추가되었습니다.
대시보드에서 자세히 살펴보고 싶은 곳을 클릭하면 해당 부분이 전체 화면으로 표시됩니다. 대시보드 상단의 뒤로 화살표를 클릭하면 기본 보기로 돌아갑니다.
사용자는 대시보드에서 회로에 대한 모든 작업을 수행할 수 있는데, 대표적으로 과도 응답에 대해 전기적으로 또는 열적으로 회로를 시뮬레이션하여 구동 장치의 방열 상호 작용을 살펴볼 수 있습니다.
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WEBENCH® LED 아키텍처 대시보드
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9. 설계 프로토타이핑
클릭 한 번으로 사용자 지정 솔루션에 대한 완벽한 프로젝트 보고서를 작성할 수 있습니다.
입력, LED 어레이, 히트 싱크 정보, 드라이버 정보, 회로도, BOM을 포함한 모든 프로젝트 세부 정보를 사용하여 방대한 정보가 들어 있는 PDF 파일이 동적으로 생성됩니다.
사용자 편의를 위해 Bill Of Materials(재료 사양서) 탭의 부품 주문 번호를 사용하여 전체 BOM을 내보낼 수 있습니다. Build It! 지원 장치의 경우 선택하는 부품의 재고 상황에 따라 전체 BOM을 같은 날짜에 배송되도록 주문할 수 있습니다.
대시보드 상단의 Share Design(설계 공유) 버튼을 통해 이 전체 프로젝트 설계를 파트너와 공유할 수 있습니다.
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10. LM3464를 사용하여 가로등 확인
설계 사양:
| 매개변수 |
사양 |
| 애플리케이션 |
LED 가로등 |
| 조명 출력 |
8,000루멘 |
| BOM 비용 |
1k당 $135 |
| 공급 전압 |
120VAC: 36~52V 공급 |
| 주변 온도 |
50°C |
설계 시간: ~30분
프로토타입 시간: ~10일(구상부터 배송까지)
프로토타입 비용: ~$600
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