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Lightgreen Concept Lightgreen Concept 12 June 2012 AC Direct LED Driver Chemical Condenser-less Transformer-less LED Driver 전해콘덴서와 트랜스포머 없는 프리볼테이지 대응 가능 AC직접구동 LED드라이버 회로 기술 Lightgreen Concept 12 June 2012 LGC company introduction, development information and future possibilities. www.lightgreen.be 1

신기술1차발표(p1)

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AC Direct LED Driver

Chemical Condenser-less

Transformer-less LED Driver전해콘덴서와트랜스포머없는프리볼테이지대응가능AC직접구동 LED드라이버회로기술

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12 June 2012

LGC company introduction, development information and future possibilities.

www.lightgreen.be

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Light

Green

Concept

Making the Smart Lighting Platform

We will be.

Concept

LGC는친환경디지털LED조명분야의새시대를여는벤처기업입니다.

LightgreenConcept is a professional global network in the Solid State Lighting field representing LED. We offer the future of the Smart Lighting Platform by integrating technology and art.

Lightgreen Concept focuses on Green IT and lighting design, offering unlimited innovative ideas. Digital Lighting's Green device and Control system such as LightCoreTM and LighteyeTM which is patent by LightgreenConcept, enormously reduces energy power of lighting.

LightgreenConcept creates an innovative digital lighting paradigm corresponding with the human emotions based on sustainable green systems.

With a 'New concept which can change lives' and lead the revolution of Light in the 21st century, LightgreenConcept is a creative engine offering ways of an enriched lifestyle to the mankind.

회사소개

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Jeong, Yeonmoon, Concepter

Lightgreen_Concept, CEO, Co-Founder

Université Paris-Sud 11 (Licence professionnelle Informatique)

Wavegene Co.,Ltd, Vice President - Development of Korean army Military PDA(C4I)

Collaboration ProjectTomson SCF - Development of Military TRCVChuoseiki R&D Center, Tokyo Japan - NEDO Project(Japan's public management organization promoting research and development)Wireless probation system Alzheimer patients)Takagi industrial (R&D) - Development of CT0 wireless module1993 Nippon Technology - ISDN Video phone Development

[email protected]

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대표이사

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Chung, Kangwha, Concepter

Lightgreen_Concept, Co-FounderProfessor, College of Art & Design, Konkuk University

Chairman : Korea Lighting Designers Association (KALD) 2007-2011

Graduate School of Tokyo National University of Fine Art and Music [Ph.d]Member of Seoul City Design Committee

Lighscape Master plan for Seoul Metropolitan Gov. 2000, 2004 & 2008Lightscape plan and Lighting design with 4 gates of Seoul [ LIGHT INSTALLATION – VIVID RED : 2007 ] Private Exhibition, KEPCO Art Center

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[email protected]

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고문

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2009.8 회사설립 Jeong & Chung founded in Seoul

2009 Patent Pending “Apparatus and method for transmitting media data”Korea Parent Pending 10-2009-0091195

2010 Patent Registration “Lighting System and Method for LED Lighting”Korea Patent 10-0995399

-----2011.6 서울시성수IT종합센터입주 [502호]---------- We have Many Pending Patent, Generic LED Lighting Technology.

국내,국제특허 9건등록,특허및디자인권상표다수출원중

Company History

Company History

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회사소개

주식회사라이트그린은 [Neo Concept for LED Digital Lighting]을 바탕으로, LED조명관련R&D에역량을집중하여세계톱레벨의특허를획득하고있는연구중심조직입니다.

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○광반도체, 이차전지, 센서소자등의빠른성장에힘입어그린IT 디바이스분야반도체시장은2013년까지연평균 11.5%의고성장을지속할것으로전망됨○ LED TV의확산, LED 조명의확대등으로인한 LED 수요와의료기기등의산업용수요확대에따른레이저다이오드수요확대가광반도체시장의성장을견인할것으로예상됨

그린IT 파워디바이스 / 기술및시장동향

기술개발배경

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전자업계시장조사전문기관 IMS리서치(www.imsresearch.com)는글로벌 LED 조명용반도체시장이 2016년에 30억달러규모로성장할것이라는분석을내놓았다.

IMS리서치는 ‘LED조명용파워부품의기회’라는제목의보고서에서보다효율적인조명에대한수요급증과백열전구사용을금지하는각정부의법제정과맞물려 LED 조명시장이빠르게성장하고있다면서이로인해현재 2016년에는약 190억개의전력반도체가사용돼그시장규모가무려 30억달러규모에이를것으로보인다고예상했다.

이중에서도가장크게성장할것으로예상되는 LED 대체조명용전력반도체시장은 2016년에 20억달러규모까지성장할것으로보여진다. 다양한디자인들과새로운스펙들으로인해점점커져가는조명시장은파워반도체제조업체들의매출성장을위한촉매제가되고있다.

이보고서의공동저자이자시니어애널리스트인라이언샌더슨(Ryan Sanderson)은 “LED 조명에적용되는복잡한전자구조가전통적인조명솔루션을사용하던기존업체들에게는새로운도전이되고있다. 대부분의 LED 조명설계가파워전자분야의엔지니어링지식을요구하지만아직은기존업체들이이러한기술을보유하고있지않은현실이다”며 “AC-DC 및 DC-DC 컨트롤러및저전력MOSFET를기반으로한 LED 조명시장은 2016년까지약 10.5억달러규모로성장할것”이라고덧붙였다.

한편보고서는또 전력반도체제조업체들에게희소식일가로등과산업용조명등을포함한 60W급이상의조명기구시장에대해주목했다. 전체적으로볼때이러한조명기기용파워시장의규모는2016년까지 10억달러이상으로커질것이라는예상이다. 이중에서도특히 MOSFET 및정류기등LED 조명기기와파워서플라이업체들을대상으로하는분야의매출이두드러질것으로보인다.

시장규모 : 글로벌 LED 반도체시장

기술개발배경

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○ Green IT 파워디바이스는일부선진국의전유물로국산화할경우수입대체효과가크고, 그수요가점점증가하고있으며, 에너지효율증대, 공해방지에대한친환경정책과도부합이되며, 국내시스템파워반도체발전에도이바지할수있고, 적은장비투자로고부가가치제품을생산할수있음.

○세계각국이에너지절감을위한조명용 LED 시장의급격한성장으로드라이버 IC 수요증가됨에따라서이를위한파워디바이스의수요가증가할것으로기대됨.

○자동차, 백색가전, 디스플레이, LED 등다양한응용분야에적용할수있는 PMIC 등관련전력반도체시장은미국, 일본, EU업체들이전세계시장의 90% 이상을점유하고있으며국내시장의 90%이상이외국에서수입된제품이차지하고있다.

핵심원천기술명 요구성능/기능 주요내용제품/서비스 기대효과

고전압,고성능BCDMOS 공정기술

고전압, 고성능기존의 BCDMOS

공정기술에비하여, 높은Breakdown 전압을가지고, 낮은Rsp 저항값을가지는 BCDMOS

공정기술로, Mobile, Display,

Consumer, Automotive 등에사용되는 IC chip을제작할수있는기

LDO(Low Drop Out), DC-DC

converter, Buck-Boost, Reset IC,

LED 구동 Driver IC, IGBT 구동 IC

⦁국외선진기업에서독점하고있는 CMOS

Analog 및초고전압공정기술기반확보 ⦁국내Fabless 업체에설계기반제공및관련기술국산화

가능.

* 출처 : 2010 산업원천기술로드맵요약보고서한국산업기술진흥원(KIAT)

시장규모 / 수입대체가능성

기술개발배경

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LED의수명은 50,000 – 150,000시간까지제품이출시되고있으나, 현재기술의 LED 조명용전원은구성소자들의수명으로인하여전체적수명이 20,000시간을넘기힘들다(미국Lighting

Research Center, SPIE 2009 조사자료). 이는 LED의장점중하나인수명의장점을저해하는요소로써 LED조명램프구동용전원수명의개선은시급한문제

LED 조명램프구동용 PMIC의필요성 : 전해콘덴서의수명문제

기술개발배경

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LED

LED Driver IC & Module

{(Driver Lifetime)X(LED Module),(LEDs Chip)} = LED Lamp Lifetime

AC MainInput 50-300V50/60Hz

“LED Driver” : a power module to generate the voltage or current to driver LED module from AC main

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Test Hours

1.1 Years

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Internal TemperatureOf Lighting Fixture

Transformer

Chemical Condenser

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LED 조명램프구동용 PMIC의필요성 : 전해콘덴서의수명문제

기술개발배경

전해콘덴서는열에약하기때문에전원장치수명을단축시킴(온도가 10도상승할때마다전해콘덴서의수명이 50%씩 줄어듬) . 특히 LED조명기구내부온도는가볍게 70도를넘어가는경우가많고, 그경우연속으로 10,000시간정도밖에사용할수없음.

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정류평활회로 스위칭부 고조파트랜스 고조파정류회로

제어회로 비교검출회로

손실부분

약20%

정도

정류다이오드

평활콘덴서

트랜지스터

정류다이오드

평활콘덴서

2%

6-8%

2%

10% 2%

기타손실 : 1%

평활전해콘덴서

AC-DC스위칭전원의주요손실(발열로스) 부분 (60W스위칭전원, 효율80%의경우)

# 현재주로사용되고있는 LED용 SMPS의경우, 1차및 2차측전해콘덴서의손실이 6-8%이며,

고조파트랜스에서약 10%의손실이있음. 전해콘덴서는수명뿐아니라효율저하에도문제를가지고있음.

일반적인 LED 조명램프구동용전원 (SMPS) 분석

기술개발배경

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Our Concept

AC Direct LED Driving : HVUD Technology (Patent)

Digital Technology(HVUD)

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LED용전원의새로운패러다임

AC교류 SMPS에서직류(DC)전압생성 PWM으로전류제어 LED발광

Pulsating 맥류를디지털제어

종래의수법

LGC의 AC Direct LED Driving은 AC를다이오드브릿지회로를통해정류한맥류(평활되지않은 DC)를디지털제어하여 LED에최적의전압과전류를공급하여역율과효율을최적화하는것임. 이로인해 SMPS에반드시필요한전해콘덴서와고조파트랜스포머를사용하지않고 LED Driver 를구동하는기술임.

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대표적인비절연 Step-Down 방식일례 (Supertex HV9910)

LED용전원의새로운패러다임

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공개번호 10-2012-0008004 (공개일자 2012년01월25일) 출원일자 2011년07월15일

출원인 주식회사라이트그린컨셉 서울특별시성동구성수동2가 277-43 성수아이티센터아크밸리 502호

특허기술 -1

LED 조명용통합전원집적회로 (10-1111387)

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출원번호 10-2010-0018941 (등록일자 2011년03월02일) 출원일자 2010년03월03일

출원인 주식회사라이트그린컨셉 서울특별시성동구성수동2가 277-43 성수아이티센터아크밸리 502호

특허기술 -2

LED 조명구동장치 (10-1020597)

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ACInput

Ambient light sensor

PLC Modem Signal

V Detect

LED Driving(4 Group)

H bridge V Up-Down Output Technology : HVUD Power Block

LGC-P1

Key Technology

LGC-P1 : FEATURES (QFN32 Package)

Our Product

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공개특허 10-2012-0008004

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Key Technology

LGC-P1 : FEATURES (QFN32 Package)

NON-ISOLATION Type

No Aluminum Chemical Condenser& No Transformer

Power Factor(PF) : 0.95 over, High Efficiency 85% Over.

ENERGY STAR Program Requirements for SSL Luminaires : Power Supply – Version 1.1

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• Free input AC12~300V Range• Un regulated DC input • Up to 4 LED group in series • Dimming support : Thermal surveillance

to extend LED life time, Day and nightluminance Power Configurable

• Direct connect ambient light sensor • 125°C shutdown and selectable

temperature (60°, 65°,70°) synchronized Dimming Function embed

• On/Off, Dimming by PLC modem seamless attachable option (SPI)

• -40°C - +85°C

TYPICAL APPLICATIONS • All socket type LED bulbs likes MR16, GX53, E17 bulb & LED Driver

• LED Monitor & TV, Etc

LGC-P1

LGC Chip-Set

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LGC-P1 : QFN32 Package

LGC Chip-Set

Key Technology

“V” FAB 5V - 0.35um CMOS Process2P4M (2Poly 4Metal)Very Low Cost Process

LGC-P1 Chip Die-Size = 2.1 X 2.1 mm25 Cent / 1 Package

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1) 교류직접구동방식 (AC Direct LED Driving)

2) 장수명 : 150,000시간이상 (전해콘덴서없음)

3) 소형화경량화달성 (트랜스포머및대형부품없음)

4) 고효율 (효율 : 85% 이상, Power Factor (역률) : 0.95이상)

5) LED 갯수에상관없는자유로운회로구성가능.

6) 프리볼테이지 (AC 12~300V, Universal Input)

7) 온도관리 (온도센서내장 : LED의온도를실시간으로감시및관리)

8) 환경광센서연결 : LED밝기자동제어

9) 통신포트 (전력선통신<PLC>, 모뎀연결<SPI>

10)밝기조절 0~100% (Digital Dimming Control)

11)플리커최소화 (Flicker Free)

12)SMPS방식대비가격경쟁력탁월

LGC-P1 : FEATURES

기술특장점

LGC-P1 Features

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LED 갯수에상관없는자유로운회로구성가능

기술특장점

LGC-P1 Features

교류 115V(North America, 110-120V)의경우, Peak Voltage가 170V에달하기때문에이것을직접구동(AC Direct

Driving)하는기준접압으로한다.

AC교류

115V (170V peak)

AC Direct LED DrivingChip

[LOGIN DIGITAL][AIC 6600][Innovision][Exclara][Supertex]

구동CHIP

LED Array

위의칩들은 LED Array를 만드는경우, AC교류전압의 Peak전압 (V)을단위 LED의전압으로나눈갯수로드라이브하는것이특징임. 때문에LED의갯수가제한되는단점이발생함.(위의사례의경우 55개) 또한세계적으로교류전압은불안정한곳이많아+ー10V는가볍게흔들리는경우가많기때문에, LED램프의밝기가일정하지않고손상을받기쉬운상황임.

In case of 115V (170V peak)3.1V LED170V / 3.1 = 55 ea

In case of 220V (311V peak)3.1V LED311V / 3.1 = 100 ea

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Competitor

LOGIN DIGITAL (Korea)

Login-digital PMIC ModuleInput : 85V~265V (by Turning)No Electrolytic Capacitors & Transformer 120Hz, EMI Free, 3-30W variableWorking efficiency: 83%@230V

LOGIN DIGITAL의 PMIC모듈은 LGC-P1과같은 “교류직접구동방식(AC Direct Driving)”을 채용하고있음.

입력전압에부합하는 LED 수량을맞출필요가있음.

LED의갯수가입력전압에의해결정됨

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유사기술

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LOGIN DIGITAL (Korea)

1. 전압위상에의한각부하의 LED를스위칭제어하는

방식

2. LED는입력전압의크기에의해 LED의숫자가결정되기

때문에광출력선택이불가능함.

3. 또한 LED의변화및온도변화에의한부하변동의

대처가불가능함.

4. LED출력에 120Hz 플리커가발생함. (60Hz의경우,

8.3ms 주기로약2ms가점등하지않는다. 25%불점등)

5. Dimming 불가능

6. LED 정전류출력조절이저항에의해행해지는단순한

구조이기때문에기구의열변화에의한광량유지및

안정성대응이안되는문제가발생함.

7. LOGIN DIGITAL의특허는단순한 LED전체가균일하게

발광가능하도록하는 [배열구조]의특허임.。

8. –효율83%、PF=0.93

LED의갯수가입력전압에의해결정됨LED를자유롭게선택할수없음.

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Competitor

유사기술

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LOGIN DIGITAL과비슷한유형이지만더욱단순한구조를채택하고있는제품임. 위상전압에의한스위칭방식으로 LED부하를콘트롤함. 입력전압에의해 LED의갯수가정해짐.

220V(Peak=275V)의경우 LED의갯수는 84개. 주로 5W-8W 이하의중국산 LED전구의전원시장을타겟으로하고있음.

- 10V to 500V Supply Voltage Range

- Thermal Regulation

- Fixed Current Operation: 15mA, 20mA, 25mA, 30mA and 35mA

AIC 6602 (Taiwan)

LED의갯수가입력전압에의해결정됨

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Competitor

유사기술

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Innovision DCL1248 / DCL2248 (Korea)

AC to DC Constant Current Driver.No Transformer.No External Bridge Rectifier (External Optional).Wide input range : 180VAC~240VAC20mA Constant Current LED DrivingOver 0.92 Power factor .Four Tap switching structure to improve power factor.PWM Dimming Control.100KHz to 250KHz Digital PLL, Auto Frequency Control for Synchronizewith 50Hz/60Hz AC InputLED protection by constant current driving and power compensationOperating Temperature : -40`C ~ 85`CSmall package QFN 48pin, 6mm x 6mm

LED의효율이낮고플리커가심함.

Driver Chip의발열이심함.

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EXCLARA HVX Solution (America)

LED의갯수가입력전압에의해결정됨

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SUPERTEX (America) CL8800

LED의갯수가입력전압에의해결정됨추가적으로 Valley Fill 회로가필요함.

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120Hz Frequency Flicker

120Hz Frequency Flicker (2 m/sec Off)

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플리커최소화 (Flicker Free)

기술특장점

LGC-P1 Features

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플리커최소화 (Flicker Free)

기술특장점

LGC-P1 Features

日本電球工業会規格 JEL 801

「 L 形ピン口金 GX16t-5 付直管形LEDランプシステム (一般照明用)」

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플리커최소화 (Flicker Free)

기술특장점

LGC-P1 Features

LED부하에필요한전압을승압및강압하고 LED전류를읽어들여 LED의전류가최대에서전압은최저PWM이라면 Boost시킴.

그렇게하면 LED의상태가항상변하여도 LED에필요한전력이정확하게공급가능함. 이렇게하면플리커가거의없어짐.

Boost回路

Boost회로설명콘덴서방전방식에의한플리커제거회로(추가특허신청중)

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120Hz Ripple(Light Output)

Off-Time

광출력을측정함. 꺼짐시간은약 1ms

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12 LGC-P1

120Hz Ripple(Light Output)

빛의강도는약하지만, 꺼지지는않음

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LED Light for Smartgrid Paradigm

LED Module

Powerline

전력선통신을통하여 LED를제어하고,

조명기구에부착되어있는센서에서입력된신호를중앙컨트롤센터에보내스마트그리드컨트롤을가능케함.

* Control Center** Individual & Group Control

LGC-P1 + PLC

Wired

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커뮤니케이션포트 : 전력선통신, Zigbee 등에연결가능

기술특장점

LGC-P1 Features

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1) LED Quantity fixed by AC peak Voltage. Ex) AC 220V (Peak Voltage 311V /3.1V LED = 100 ea)

2) Current limit by Resistor.

3) UHV(Ultra High Voltage) Process can not high current flow. And Expensive than CMOS Process.

Login Digital AIC 6600 Innovision Exclara LGC

Universal Input(Free Voltage) X X X X O

Digital Dimming 0-100% X X X X O

Free LED Quantity Setting X1) X1) X1) X1) O

Constant current Driving △2) O O △2) O

Communication Ready (PLC) X X X X O

LED Temp. Monitor & Control X X X X O

Ambient light sensor Input X X X X O

Wafer Process800V Ultra High

BCD3)800V Ultra High

BCD800V Ultra High

BCD800V Ultra High BCD

CMOS

Competitor

LGC-P1 & Competitor : Comparison of Functions

AC Direct LED Driving Chip

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Global LED-TV & LED Monitor Maker (Samsung, LG, SONY, Toshiba, Apple, Sharp,

Panasonic, Haier, etc.)

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LGC-P1 : LED TV & Monitor Power Module

Target Market

Target Market

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경쟁제품 12V,24V-100W

(200*70*45), 1.2kg

개발제품 24V-100W

(140*56*20), 약 300g

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적용제품사례

without Chemical Condenser & Magnetic Transformer

LGC-P1 LED Driver : 24V 100W Prototype

LGC-P1 24V 100W

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• LED Driver 24V 100W 기준

• 제조원가 = 6,000원, 마케팅및제비용 = 1,500원

• 판매원가 = 7,500원

적용제품사례

LGC-P1 LED Driver : 24V 100W Prototype

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24V 100W Class SMPS

경쟁제품 Competitor

Appendix / Competitor

Mean Well(Taiwan) : 24V 100W :

SOIP(Korea) : 24V 100W :

Philips(Netherland) 100-240V 100W 24V

AEG(Germany) : 24V 100W :

24V 100W SMPS 정전압타입기준하여, 딜러가격외산 30,000원~60,000원. 국내산30,000원~50,000원,

중국산 25,000원~55,000원정도임.

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12 경영성평가

품질경영체계 : KS Q ISO 9001

LGC-P1 24V 100W

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12 어플리케이션제품

Application

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12 어플리케이션제품

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12 어플리케이션제품

Application

B’skit : Base Lighting System

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