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고출력/거리 조명 LED 애플리케이션에 대한 새로운 가능성, 스마트 도시를 위한 길을 열다

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 길거리 조명의 밝기 조절이 가능한 고선명 LED 스트링(최대 100W) 개발 및 효율적 관리를 위한 완벽하고 구성 가능한 솔루션을 선보였다.

이번에 소개된 가로등 플러그앤플레이(plug and play) 설계 솔루션은 올 초 CES에서 수상의 영예를 안은 STLUX385A 디지털 파워 컨트롤러 칩을 기반으로 하여, 어떠한 밝기에서도 LED 효율을 최적화하고 작동 정지 상태에서도 전력 소모를 최소화하는 이 칩의 역량을 최대한 발휘한다.

전세계 대도시, 시내, 마을의 거리를 밝히는 엄청난 양의 전력을 줄이는 가장 확실한 방법은 백열등, 저압 나트륨 램프, 고휘도 방전 램프 가로등을 LED로 교체하는 것이다. LED는 기본적으로 기존의 램프 기술보다 효율성이 좋으며, 무엇보다도 밝기 조절이 가능하다. 이는 스마트 전력 공급 장치와 결합하면 일광에서부터 달빛에 이르는 여러 가지 상황에 맞추어 조명 출력을 신속하게 조절할 수 있다는 뜻이다. 이에 더해, 일부 램프를 특정 시간에 조절하는 등과 같은 도시 정책을 구현할 수도 있다.

세계 여러 도시가 가로등을 LED 기술 사용을 위해 교체를 시작했으며, 일단 계획을 세우고 있는 곳은 더 많다. 예를들어, 미국 메사추세츠주 보스턴시는 2012년 말까지 64,000개의 가로등 중 40%를 LED로 교체를 했다. 현재는 매년 전체 전력비의 약 35%에 해당하는 2백80만 달러(한화 약 29억 6천만원)의 전력비를 절감하고 있다.

마테오 로 프레스티(Matteo Lo Presti) ST 그룹 부사장 겸 산업 및 파워 컨버젼 부문 사업 본부장은 “디지털 제어 조명은 실외 설비의 전력을 절감할 수 있는 주요 요소이다” 며 “이번에 출시된 ST의 LED 가로등용 솔루션은 25년에 걸친 전력 컨버젼 경험을 미래 경쟁력을 갖춘 단일 플랫폼으로 압축한 것이다. 즉, 모든 주요 통신 프로토콜들이 STLUX385A와 이미 통합이 되었고, 그리드 기술은 계속해서 스마트해지고, 도시 조명은 전력을 더욱 절감하는 방식으로 제어가 가능해진다”고 말했다.

참조 설계안은 개략도, 구성 명세서(BOM) 및 펌웨어가 모두 포함되어 있다. 따라서, 고객들은 세계 최초의 조명 및 전력 변환 애플리케이션 범용 디지털 컨트롤러인 ST의STLUX385A를 사용하여 100W LED 램프용 디지털 파워 컨트롤러를 발빠르게 개발할 수 있다. 이 솔루션의 STLUX385A 칩은 지원되는 모든 통신 링크와 함께 1차 규제 전력 변환 단계를 제어한다. 전력 변환 단계는 PFC(Power Factor Correction) 제어 장치에 이어 제로전압스위칭(Zero Voltage Switching) LC공진 단계로 구성되어 있다. 고정밀 밝기 조절 기능은 1차측 레귤레이션(primary-side regulation: PSR)방식을 이용해 제어한다.

데모 보드는 STLUX385A 칩이 관리하는 모든 통신을 포함해 DALI(Digital Addressable Lighting Interface), 절연 0-10 및 UART와 같은 주요 물리적 통신 인터페이스 모두를 제공한다. 또한 STLUX385A의 유연성을 덕분에 보드를 Wi-Fi, 유선 모뎀, Bluetooth® 및 ZigBee®와 같은 다른 인터페이스에 쉽게 연결할 수 있다.

현재 데모 보드의 가격은 140달러이며, 주문 코드는 STEVAL385LEDPSR이다.