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비디오 감시 보안 모니터링의 수요가 꾸준히 증가하는 가운데 개인용, 상업용의 비디오 감시 카메라 비용 저렴해지고 있다. 보안 강화 필요성이 날로 커지면서 수백만 대의 보안 카메라가 전 세계적으로 설치되고 있다.

대부분의 보안 카메라가 24시간 상시 동작한다는 것을 고려하면 감시 카메라 제조사들이 에너지 절감에 효과적인 LED 조명으로 바꾸려는 것은 당연한 일이다. LED는 이전의 백열등, 형광등에 비해 80-90% 더 높은 효율을 제공하면서 발열은 더 낮다. 또한, 사용 시간 역시 LED가 더 길며, 비디오 감시 카메라 구현 시 더 적은 공간을 필요로 한다.

생산량이 증가함에 따라 카메라 제조사는 더 간단하면서도 작고 저렴한 LED 드라이버 보드 설계를 요구하고 있다. 이와 동시에 고효율로 전력 소모가 낮으면서 선명한 이미지 해상도를 제공하는 높은 정확도의 LED 드라이버를 요구한다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해 하드웨어 개발자는 이러한 모든 요구사항을 만족하는 LED 드라이버 솔루션을 필요로 한다.

TI의 TPS54200은 비디오 감시 및 기타 완제품을 지원하는 새로운 DC/DC 동기식 벅 LED 드라이버이다. 이 디바이스는 효율적이면서 경제적인 솔루션으로 높은 아날로그 디밍 정확도를 제공한다. TPS54200은 간단한 SOT(small-outline transistor) 23-6 패키지로 제공돼 사용자가 손쉽게 LED 드라이버 보드를 설계할 수 있다.

그림 1은 가장 적은 외부 부품을 사용하면서 일련의 백색 LED를 구동하는 TPS54200의 간략화한 회로도이다. 이 디바이스는 상용/산업용 비디오 감시 카메라 또는 기타 범용 LED 조명에 탁월한 솔루션이다.

그림 1: TPS54200의 간략화한 회로도

TPS54200은 LED 스트링 구동 시 낮은 RDS(on)로 높은 효율을 제공한다. FCOL(Flip-chip-on-lead) 기술은 다이와 패키지 리드 사이의 인덕턴스와 저항을 최소화한다. 낮은 온 저항으로 디바이스는 높은 효율(96% 최대 효율)로 동작하면서 감시 카메라의 전력을 최저로 소모할 수 있다(그림 2 참조).

그림 2: 1A 부하 시 TPS54200 효율

또한, TPS54200의 아날로그 디밍 기능은 뛰어난 정확성을 갖도록 설계되어, LED를 흐르는 전류가 탁월한 선형도로 펄스 폭 변조(PWM) 듀티 비와 비례한다(그림 3 참조). 이에 따라 마이크로컨트롤러(MCU)는 DC 전압을 통한 일반적인 디밍보다 훨씬 높은 정확도로 PWM 펄스를 생성할 수 있다.

그림 3: LED 전류와 PWM 듀티의 100% 선형도

TPS54200을 사용하여 5% PWM 듀티 비에서도 PWM 입력을 통해 매우 높은 밝기 정확도로 일련의 LED를 구동할 수 있다. 이것은 낮은 비용의 구현을 위해 트리밍되지 않은 LED를 사용하는 경우에도 정확한 밝기 제어를 원하는 완제품 개발자에게 매우 큰 이점을 제공한다. (그림 4 참조).

그림 4: 트리밍되지 않은 백색 LED를 사용한 TPS54200 LED 전류 정확도 테스트

전력을 절감하기 위해 LED 조명으로 전환하는 세계적인 트렌드에 맞추어 TPS54200은 간단하고 사용이 쉬운 경제적인 설계로 백색 LED를 구동하면서 뛰어난 밝기 제어 기능을 제공하고 있다. 이 디바이스는 LED 조명을 위해 간단한 LED 드라이버를 필요로 하는 비디오 감시 카메라 제조사 및 기타 완제품 제조사에게 이상적인 솔루션이 될 것이다. (더 자세한 내용은 비디오 감시 카메라 설계 참조)