LED가로등기구

LED가로등기구 PCB를 설계해 광효율과 연색지수가 높은 가로등 광원모듈을 개발했다. LED는 삼성LED를 적용했다. 대부분의 조명용으로 사용되는 발광다이오드(LED)칩은 국내에서 생산하고 패키징은 중국에서 하는 것으로 생각된다.

방진방수 실리콘패드, 폴리카보네이트 렌즈 등의 나머지 부품은 모두 국산이고 방수용커넥터가 외산이다. 가로등 모듈은 방진방수등급이 IP65이상이다. IP65는 비오는 상황이라고 생각하면 될것이다. 국내의 LED가로등,보안등,터널등은 광원모듈이 대부분 표준화되어 있어 어느 회사제를 적용해도 맞도록 설계되어 있다. 한개의 광원모듈은 20~25와트의 소비전력을 갖는다. 와트당 광효율이 130루멘은 기본이다.

내가 설계한 것은 160루멘이 넘도록 설계했다. 광효율은 빛으로 변환되는 효율을 의미한다. 빛으로 변환되는 효율이 높다는 것은 소비전력이 작아진다는 것을 의미한다. 필라멘트를 사용했던 백열전구는 60와트가(육십촉: 촛불 60개 켜놓은 상황)많이 사용되었는데 현재는 LED램프로 4와트 정도로도 충분하게 기술이 발전하고 있다. 그래도 소비전력의 80%이상은 열로 소모되고 있다.

연색지수도 80Ra이상 높은 LED를 적용해 운전자의 도로 주행시 시인성을 높였다.
#햇볕에 가까운 LED를 적용하려 했으나 수급이 원활하지 않고 가격 또한 고가이다. ☆연색지수가 태양광 100Ra에 근접해야 색감구분이 좋다. 음식점이나 옷가게, 미술관, 전시장에서는 매우 중요하다. 물론 가정에서도 학교에서도 어느 곳에서나 중요하다. 자연의 태양광 아래 색감을 구분할 수 있으니 말이다.
백색광원을 만드는 것에 형광체를 사용하지 않는 방법도 근래 많이 개발 되어지고 있다.

우리나라도 오오드화 구리 소재를 이용한
발광체 원천기술을 확보하고 있다.  

청색발광다이오드는 일본의 화학회사 출신의 연구자가 발명했는데 그에게 주어진 혜택은 근무시에 고작 과장승진과 일백만원 정도의 보상이 전부였다고 한다. 세상을 바꾸는 발명이었는데...그는 미국으로 이민을 가서 노벨상을 받고 소송을 제기해 수백억원의 승소까지 했다. 노벨물리학상을 받은 그에게 일본에서는 실시간 인터뷰를 했을때 그가 한말은 "일본 젊은이들이여! 미국으로 오라!" 였다고 한다. 우리나라의 과학기술인들도 똑 같다고 본다.
해외 기술유출이 공공연히 언론을 통해 보도되는 이면에는 이러한 부분도 있으리라 본다. 유에서 무를 창조하는 과학기술인에 대한
처우가 개선되어야 기술선진국으로 유지가 가능하기 때문이다.

조명용으로 사용되는 LED는 청색의 불순물 반도체칩을 사용하고 형광체인 포스포를 실리콘 도포하여 증폭 백색으로 발광하는 형태이다. RGB를 혼합한 형태는 고출력으로 이상적인 백색 구현이 어렵다. 저출력 LED는 플라스틱 패키징을 해서 주로 실내외 장식용이나 전광판용으로 사용된다.

필자는 엔지니어링몰드컴파운드(EMC)소재를 적용된 1와트급의 중출력의 LED패키지를 적용해 설계했다. EMC소재는 자외선영역 광파장대에 의한 황변현상을 감소시키며 내열성이 좋다.
방열성능을 높히기 위해 PCB설계에서 동박면을 최대로 넓게 활용한 네거티브 형태의 설계를 했다. 구리가 알루미늄 보다 열전도가 빠르기 때문이다.

조명용의 2와트 이상의 고출력 LED칩은 방열이 안되면 패키지 형상이 무너져 세라믹 기판 소재의 PCB(인쇄회로기판)를 베이스판으로 해서 제조 한다.