산업 조명용 전원공급장치의 가속수명시험법

Abstract

신광원 전원공급기 산업은 에너지 고갈 및 환경오염의 위기를 극복하기 위해 주목받고 있는 차세대 광원 분야의 필수적 동반 분야이다. 조명용 LED는 현재 평균수명이 50,000 시간 이상이며 향후, 내구수명이 더욱 증가할 것으로 전망된다. 그러나 전원공급장치(SMPS)의 수명은 약 25,000 시간 정도로 보고되고 있어 전체 조명시스템의 신뢰성과 수명 등을 저하시키는 가장 큰 원인으로 지목되고 있다.

산업용 조명은 실내용 조명에 비해서 고가형 제품으로 공장에 주로 설치되며 예상치 못한 가혹한 환경에 노출되기도 한다. 사용환경에 따라 고온에 노출되면 부품과 소자의 열화로 이어지고 전원공급장치의 잠재적인 고장원인이 될 수 있다. 산업용 조명은 다양한 환경에 노출되므로 특정 표준에 적합한 제품이 아닌 사용환경을 고려한 수명 산출과 수명평가법이 필요한 실정이다. 산업용 조명의 전원공급장치와 관련된 고장사례를 통해 고장모드에 따른 원인의 중요도를 분석한 결과 온도와 습도가 주요고장 요인으로 평가되었다. 도출된 요인을 가지고 3단계의 고온고습가속시험을 진행하였고 수집된 고장데이터를 분석하여 수명 데이터를 산출하였다.

본 논문에서는 산업용 조명에 적용되는 신광원의 전원공급장치에 대한 가속수명시험법을 연구하였다. 이를 위해서 환경인자별 전원공급장치의 가속시험을 진행하였다. 전원공급장치의 성능과 수명에 영향을 미치는 환경인자별 고장메커니즘을 분석하고 온도-습도 스트레스를 이용한 전원공급장치의 가속수명시험법 모델링을 검증하고 제안한다.