LED 조명 용어

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LED 조명 용어 및 특성
( 외부 교육용 자료 )
1. LED 조명 용어
[ 빛에 대한 용어 ]
▶ 광도
(Luminous Intensity)
•
•
•
•
▶ 광속
(Luminous Flux)
• 광원으로부터 나오는 가시광의 총량
• 모든 방향에 대하여 1칸델라(cd)의 광도를 갖는 표준점
광원에서 단위 체적당 방출하는 광량
• 단위 lm(루멘, Luman)
▶ 조도
(Luminance)
• 물체의 단위 면적에 들어오는 빛의 양
• 1lux = 1㎡당 1lm의 조도
• 단위 lux(룩스)
광원에서 특정 방향으로 나오는 가시광의 강도
양초(Candle) 1개에 대한 1m 거리에서 밝기
단위 cd(칸델라, Candela)
광도(cd) = 한 방향으로 방출되는 방속
1. LED 조명 용어
[ 빛에 대한 용어 ]
▶ 광효율
(Luminance Efficiency)
• 단위 전력(1W)당 방출되는 광량(Lumen)
• 단위 lm/W(루멘퍼 와트)
• 광효율(lm/W) = 광속(lm)/전력소모량(W)
▶ 전구별 광효율 비교
• 백열전구 100W
• 할로겐전구 75W
• 형광등
23W
[
•
•
•
•
=> 7.8lm/W
(780lm)
=> 10.5lm/W (787.5lm)
=> 37.6lm/W (864.8lm)
LED 조명의 광효율 ]
MR16 조명
4.0W => 100lm/W (400lm)
Bulb 조명
8.0W => 95lm/W (760lm)
PAR30 조명
12W => 95lm/W (1,140lm)
LED 형광램프 15W => 155lm/W (2,325lm)
1. LED 조명 용어
[ 빛에 대한 용어 ]
▶ 색온도
(Color Temperature)
* 빛의 3원색
• 일반전구 색상
-. 주광색(형광램프 백색), 주백색, 온백색,
전구색(백열전구 노란색)
• LED전구의 구분
-. 쿨화이트, 퓨어화이트(백색계열), 웜화이트(노란색계열)
• 색온도
-. 태양광의 색온도
= 5,500K(태양 위치에 따라 차이)
-. 백열전구의 색온도 = 2,700K
-. 형광등의 색온도
= 6,000K
• 단위 : K(켈빈)
1. LED 조명 용어
[ 빛에 대한 용어 ]
▶ 연색성
(Color Rending Index)
• 자연광(태양광)에서 본 사물의 색과 특정 조명에서
본 사물의 색이 어느 정도 유사한 가를 수치로 표현
• 단위 : Ra
• 국내 기준 : KC(없음), KE=KS(75Ra)이고, 2013년 KE(80Ra)
▶ 빔각도
(Beam Angle)
• 발광소자에서 방사하는 발사광이 어떤 특정치 만큼 저하할
때까지 뻗어나간 각도
• KS는 100시간 에이징 후 정격광속의 80% 시점.
=> 국가별 차이(전각/반각)
1. LED 조명 용어
[ 전원에 대한 용어 ]
▶ 역률
• 피상전력에 대한 유효전력의 비율
• 제품에서 실제로 걸리는 전압과 전류가 얼마나 유효하게
일을 하는가 하는 비율
• 동일한 소비전력에서 역률이 높으면 AC입력 전류가 낮음
▶ 소비전력량
• 일정한 시간 동안에 사용한 전력의 양
• 단위 시간당 전력 사용량, 전력과 사용시간의 곱
• 단위 : Wh(와트시), KWh(키로와트시)
▶ 입력전원
• 제품이 구동할 수 있는 볼트(V)
• AC 100/110V, AC 220V, AC 100~220V, DC/AC12V
▶ 디머(조광기)
• 빛의 밝기를 조절하는 장치
• 조광방식은 전압제어방식과 반도체에 의한 전류의 위상제어
방식으로 두가지
• 1kW이하 제품은 조광기, 그 이상은 시스템 조광기(조광장치)
• 제품에 따라서 디머(조광)가 되는 제품과 안되는 제품
[ 기분 좋은 아침…… ]
Bulb Type
WIDE BULB
문제)
소비전력이 8W이고
총광속이 800lm이면
광효율은?
1) 100 lm/w
2) 90 lm/w
3) 80 lm/w
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7
1. LED 조명 용어
[ IP등급에 대한 용어 ]
▶ IP 등급지수
(International Protection)
• 분진과 수분의 침투에 대한 표준_KS C IEC 60529
• 표시 방식
IP
0
0
[보호등급기호] [먼지에 대한 보호정도] [ 물에 대한 보호정도]
-. 첫 번째 숫자 : 1~6까지, 높을 수록 보호 정도가 좋음
-. 두 번째 숫자 : 1~8까지, 높을 수록 보호 정도가 좋음
▶ IP 등급 예)
• IP65 : 먼지로부터 완벽하게 보호되며 모든 방향의 낮은
압력으로 분사되는 물로부터 보호 가능한 레벨 (최저 3분)
• IP66 : 먼지로부터 완벽하게 보호되며 모든 방향의 높은
압력으로 분사되는 물로부터 보호 가능한 레벨(최저 3분)
• IP67 : 먼지로부터 완벽하게 보호되며
15cm ~ 1m까지 침수되어도 보호 가능한 레벨(30분)
• IP68 : 먼지로부터 완벽하게 보호되며
장기간 침수되어 수압을 받아도 보호 가능한 레벨(합의)
*. KS C IEC 60529_외곽의 방진 보호 및 방수 보호 등급(IP 코드)
1. LED 조명 용어
[ IP등급에 대한 용어 ]
첫번째 수
방진등급-외부의 고체물질에 대한 보호 기능
두번째 수
방수등급-외부의 액체물질에 대한 보호 기능
보호기능 없음
보호기능 없음
50mm 이상의 물질로부터 보호할
수 있는 기능. 손등으로 건드렸을
때의 같은 정도의 위해가 가해졌을
때 보호
직선으로 떨어지는 물로부터 보호
12.5mm 이상의 물질로부터 보호
할 수 있는 기능. 손가락으로 건드
렸을 때의 같은 정도의 위해가 가
해졌을 때 보호
15도 각도로 기울어져 떨어지는 물
로부터 보호
2.5mm 이상의 물질로부터 보호
할 수 있는 기능. 공구와 같은 것
들이 건드렸을 때와 같은 정도의
위해가 가해졌을 때 보호
60도 각도 분사되는 물로부터 보호
1mm 또는 그 이상의 물질로부터
보호할 수 있는 기능. 전선정도 두께
의 물질이 건드렸을 때와 같은 정도
의 위해가 가해졌을 때 보호
어느 방향에 상관없이 가해지는 물
로부터 보호
1. LED 조명 용어
[ IP등급에 대한 용어 ]
첫번째 수
방진등급-외부의 고체물질에 대한 보호 기능
먼지로부터 보호
먼지를 완벽하게 차단함
두번째 수
방수등급-외부의 액체물질에 대한 보호 기능
어느 방향에서든 노즐에 의해
분사되는 물로부터 보호
해안의 바다 같이 어느 방향
에서든 강력하게 분사되는 물
로부터 보호
15cm~1m 정도의 깊이에 잠
수해 있어도 물로부터 보호할
수 있음
정해지지 않은 어떠한 압력의 깊
이와 오랜 시간을 물속에 있어도
물로부터 보호될 수 있음
[ 기분 좋은 아침…… ]
Bulb Type
WIDE BULB
문제)
LED 제품에서 3000K,
6500K은 무엇인가?
1)
2)
3)
4)
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연색성(알에이)
색온도(켈빈)
광효율(루멘 퍼 와트)
광속(루멘)
11
2. 소켓의 종류
[ 각종 소켓 ]
▶ 백열/삼파장 전구용
▶ LED 조명용
•
•
•
•
▶ 할로겐 램프용
* E : Edison Socket
E26
E11
GU5.3
GU10
: BULB, PAR20/30/38
: 일본향 제품
: MR16(AC/DC 12V)
: MR16
2. 소켓의 종류
[ 각종 소켓 ]
▶ 형광 램프용
▶
• LED 조명용
▶ 점등관용
▶ 콤팩트 형광램프용
• 국내 KC인증에서 직관형 LED램프의 소켓은 G13, D12 적용
3. LED의 특성
[ LED의 종류 ]
삼성, LGI, 서울반도체, 일진 등등
3. LED의 특성
[ LED 내부 구조 ]
1) 적색+녹색+청색 LED로 백색
2) 청색 LED에 황색 형광체를 도포하여 백색
*. 3대 형광체
-. 일본 니치아 화학 공업이 제조하는 야그(YAG)
-. 독일 오스람이 제조하는 태크(TAG)
-. 도요타고세이와 유럽계 기업들이 생산하는 실리케이트(Silicate)
3) UV(자외선) LED에 적,녹,청 3색 형광체를 사용하여 백색
3. LED의 특성
[ LED 내부 JUNCTION 온도 계산 ]
•
Junction 온도의 공식 : Tj = Tsp + Rth * ( If * Vf )
•
LED의 If=320mA, Vf=3.0V, Tsp=60deg이면,
Tj=60+5.5*(0.35*3) = 65.775(약 66deg)
•
Rth(열저항 계수_Chip에서 Pad까지 열전달 특성)
-. LED PKG 회사에서 제공
-. PKG 재질, 구조, Chip Size, 물성에 따라서 결정
3. LED의 특성
[ LED의 전류에 의한 Tj - Life Time ]
• 특정 Tj 온도에서 LED에
Degradation graph of Luminous output
흐르는 전류값이 상승하면
60,000
Time (Hr)
상대적으로 Life Time은 감
50,000
소
40,000
• Tj 온도는 data sheet에
나와 있는 허용 최대치 아
30,000
래로 유지
5630_100mA (D:30%)
5630_120mA (D:30%)
20,000
• LED수명은 Tj 온도 및 환
경 온도에 따라서 차이
10,000
0
50
55
60
65
70
75
80
o
Junction Temperature ( C)
85
90
3. LED의 특성
[ LED의 전류 – 광효율 ]
•
LED 전류값이 증가 -> LED Tj 온도 상승 -> 광효률 감소
•
LED 전류값을 0.35A(1W)에서 1A(3.4W) 로 변경
=> 전류 변화폭=2.857배, 광속 변화폭 = 2.5배
3. LED의 특성
[ LED 색온도표 ]
3. LED의 특성
[ LED의 열저항 및 전압-전류 관계 ]
•
열저항값이 높으면 주변온도에 의한 LED 전류값은 제한적
•
열저항값이 높으면 Junction 온도가 상승하여 LED 수명이 단축
Tj = Tsp + Rth * ( If * Vf )
•
LED 전류값이 상승하면 Vf값도 상승
4. LED 조명에 대한 기본 교육…
감사합니다

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