LED 조명 광원

LED 조명의 정의

LED는 전기를 흘리면 스스로 빛을 내는 반도체 소자다.

필라멘트를 달구거나 가스 방전을 쓰지 않는 것이 특징이다.

이 현상을 전계발광이라 하며, LED 조명은 이를 이용한 광원이다.

구성요소와 구동 흐름

LED 조명기구는 LED 모듈, 구동전원인 드라이버, 방열 구조로 이루어진다.

센서가 감지한 신호는 조광관리기와 조광제어기를 거쳐 드라이버로 전달된다.

드라이버는 정전류를 출력하고, LED 모듈은 그 전류에 따라 광출력이 바뀐다.

방열 구조의 온도 정보는 드라이버에 피드백된다.

정전류와 정전압 구동

LED는 전압이 조금만 변해도 전류가 크게 변하므로 전류원으로 구동해야 한다.

정전류 구동은 전류를 일정하게 유지해 전원 전압과 주변 온도의 영향을 줄인다.

정전압 구동은 LED마다 전류가 흩어질 수 있어 별도의 전류 제어 회로가 필요하다.

정전압 SMPS로 구동하면 온도가 오를 때 전류가 늘어 다시 온도를 올리는 악순환이 생긴다.

조광 방식

조광 방식은 재실감지, 동작감지, 독립장치 제어, 구역 조광, 중앙 조광으로 나뉜다.

중앙 조광은 네트워크로 건물 전체를 제어하는 방식이다.

조광 시 구동 전류가 바뀌면 색도 함께 변할 수 있어 색 변이를 함께 검토해야 한다.

접합부 온도와 색 변이

접합부 온도는 칩 내부 pn 접합의 온도이며 광속과 색을 함께 바꾼다.

접합부 온도가 높아지면 광속이 줄고 수명이 짧아지며 파장이 이동한다.

AlGaInP 계열은 InGaN 계열보다 파장 이동이 커서 여러 색을 섞으면 색 변이가 생긴다.

그렇다면 접합부 온도에 따라 파장 이동이 더 큰 계열은 어느 쪽인가?

광원별 비교

백열등은 효율이 낮고, 형광등은 안정기가 필요하며 수은을 함유한다.

LED는 정전류 드라이버로 구동하며 수은을 쓰지 않는다.

수명은 광원 자체의 값이 아니라 구동 전류와 접합부 온도에 따라 달라진다.

정리

LED 조명은 정전류 구동과 방열 설계로 수명과 색 안정성을 확보한다.

접합부 온도 관리가 광속, 색, 수명을 함께 좌우한다.

이상으로 LED 조명 광원의 핵심을 정리했다.