언뜻 보면 LED 스트립 조명은 믿을 수 없을 만큼 단순해 보입니다. 분위기를 더하기 위해 어디든 붙일 수 있는 유연한 테이프 롤처럼 보입니다. 그러나 이러한 제품을 단순한 스티커로 취급하면 실망스러운 결과를 낳는 경우가 많습니다. 실리콘 코팅과 접착 뒷면 아래에는 열, 전압 변동 및 전류 저항에 민감한 정교한 전자 회로가 있습니다.
이 기술의 작동 원리를 이해하는 것은 엔지니어에게 단순한 학문적 연습이 아닙니다. 이는 실행이 끝날 때 조명이 어두워지는 전압 강하 또는 과열로 인한 조기 깜박임과 같은 일반적인 설치 오류를 방지할 수 있는 유일한 방법입니다. 주방 캐비닛 조명이든 상업용 매장 조명이든 전문적인 마감과 실패한 프로젝트의 차이는 시스템의 물리학에 있습니다.
이 가이드에서는 기본 정의를 넘어 PCB 두께, 저항기 로직 및 전원 공급 장치 계산 간의 중요한 상호 작용을 설명합니다. 시스템 크기를 올바르게 조정하는 방법을 배우고 설치가 향후 몇 년 동안 밝고 안정적으로 유지되도록 보장합니다.
LED 스트립의 작동 방식을 이해하려면 먼저 내부 메커니즘을 살펴봐야 합니다. 이러한 구성 요소의 제작 품질에 따라 스트립이 50,000시간 동안 지속되는지 또는 몇 달 내에 실패할지 여부가 결정됩니다.
모든 LED 스트립의 핵심은 유연한 인쇄 회로 기판(PCB)입니다. 이는 단순히 구성 요소를 함께 고정하는 구조용 테이프가 아닙니다. 이는 전체 시스템의 주요 전기 전도체입니다. 여기서 가장 중요한 측정 기준은 구리 두께입니다.
전선을 통해 흐르는 전기는 저항을 만나 열을 발생시킵니다. 얇은 와이어에서는 저항이 더 높습니다. 고품질 스트립 조명 제품은 '2oz' 또는 심지어 '3oz' 구리 트레이스(평방 피트당 구리 무게를 나타냄)를 활용합니다. 이 두 배 두께의 표준을 사용하면 더 적은 저항으로 전류가 흐를 수 있습니다. 예산 스트립은 종종 1온스 구리를 사용하는데, 이로 인해 상당한 열 축적과 전압 강하가 발생하여 전원에 비해 맨 끝 부분의 조명이 더 어두워집니다.
실제 빛은 SMD(Surface Mounted Device) 칩에 의해 생성됩니다. 5050, 2835 또는 3528과 같은 숫자를 자주 볼 수 있습니다. 이러한 숫자는 엄밀히 말하면 칩의 물리적 크기(예: 5.0mm x 5.0mm)를 나타내며 반드시 밝기나 효율성을 나타내는 것은 아닙니다.
현대의 효율은 와트당 루멘으로 측정됩니다. 오늘날 더 작은 2835 칩은 이전의 더 큰 5050 칩보다 훨씬 더 밝고 효율적일 수 있습니다. 이 칩 옆에 보드에 납땜된 작은 검은색 직사각형이 표시됩니다. 이들은 저항기입니다. 이는 각 특정 세그먼트(보통 3개 또는 6개 LED 그룹)를 통해 흐르는 전류를 조절합니다. 제조업체가 허용 오차가 낮고 값싼 저항기를 사용하는 경우 전류가 변동되어 칩이 소진될 수 있습니다.
뒷면 테이프는 장착과 열전사라는 두 가지 목적으로 사용됩니다. 스트립 조명은 PCB 뒷면을 통해 빠져나가야 하는 열을 생성합니다. 전문가용 스트립은 일반적으로 3M과 같은 빨간색 뒷면 라이너로 식별할 수 있는 VHB(Very High Bond) 브랜드 테이프를 사용합니다. 이 테이프는 열에 의해 분해되지 않으며 스트립이 장착 표면과 접촉을 유지하여 열 에너지를 효과적으로 분산시킵니다.
올바른 전압 아키텍처를 선택하는 것은 계획 단계에서 가장 중요한 결정입니다. 각 전압 표준은 실행 길이 및 안전과 관련하여 다르게 작동합니다.
12V는 LED 스트립의 전통적인 표준입니다. 자동차 배터리 및 컴퓨터 시스템과 널리 호환됩니다. 그러나 12V 시스템은 동일한 양의 전력을 생산하기 위해 24V 시스템보다 두 배의 전류량이 필요합니다(와트 = 볼트 × 암페어). 높은 전류량은 얇은 구리 트레이스를 통해 장거리 이동에 어려움을 겪습니다.
최적의 용도: PC 케이스 조명, 작은 선반 액센트 또는 자동차 인테리어 등 2~3m 미만의 단거리 실행.
건축 및 실내 조명의 경우 24V가 탁월한 선택입니다. 전압을 두 배로 늘리면 전류(암페어수)가 절반으로 줄어듭니다. 전류가 낮다는 것은 저항과 열이 적다는 것을 의미합니다. 이를 통해 실행할 수 있습니다 . 눈에 띄는 밝기 손실 없이 최대 10미터(한쪽 끝에서 공급)까지 연속 이는 천장 후미나 긴 복도의 배선을 크게 단순화합니다. 스트립 조명을
이 스트립은 변압기 없이 주전원에 직접 연결됩니다. 편리하지만 상당한 위험을 안고 있습니다.
| 특징 | 12V 시스템 | 24V 시스템 | 230V 시스템 |
|---|---|---|---|
| 최대 실행(단일 공급) | ~5미터 | ~10미터 | ~50미터 이상 |
| 절단 정밀도 | ~2.5cm 간격(높음) | ~5-10cm마다(중간) | 1미터마다(낮음) |
| 안전 위험 | 낮음(터치 안전) | 낮음(터치 안전) | 높음(감전 위험) |
| 애플리케이션 | 가구, 자동차 | 일반실 조명 | 옥외건축,외장 |
조명 시스템의 '엔진'은 드라이버(전원 공급 장치 또는 PSU)입니다. 이 구성 요소의 크기를 줄이는 것은 시스템 오류의 가장 일반적인 원인입니다.
전원 공급 장치를 100% 용량으로 실행해서는 안 됩니다. 그렇게 하면 과도한 열이 발생하고 내부 커패시터에 스트레스가 가해져 장치의 수명이 크게 단축됩니다. 전문 설치자는 항상 20% 안전 버퍼(예비)를 적용합니다.
공식:
(총 길이(미터) × 미터당 와트) × 1.20 = 최소 PSU 전력 예: 미터당 14.4W를 소비하는 스트립 5미터를 설치하는 경우:
(5m × 14.4W) = 72W.
72와트 × 1.20 = 86.4와트.
100W 전원 공급 장치(가장 가까운 표준 크기)가 필요합니다.
대부분의 유연한 LED 스트립에는 정전압(CV) 드라이버가 필요합니다. 이렇게 하면 스트립이 항상 정확히 12V 또는 24V를 수신할 수 있습니다. 그런 다음 스트립은 필요한 전류를 '끌어당깁니다'. 일반적으로 고전력 다운라이트나 산업용 패널에 사용되는 정전류 드라이버와 혼동하지 마십시오. 표준 스트립에 CC 드라이버를 사용하면 가변 전압이 회로에 강제로 들어가 잠재적으로 저항기가 파손될 수 있습니다.
LED는 바이너리 장치입니다. 켜져 있거나 꺼져 있습니다. 단순히 전압을 낮추는 것만으로는 '어두워지지' 않습니다(이렇게 하면 전원을 끄기 전에 색상이 약간만 변경될 뿐입니다). 대신 컨트롤러는 PWM(펄스 폭 변조)을 사용합니다..
PWM은 초당 수천 번 LED를 켜고 끕니다. 조명을 50% 밝게 표시하기 위해 컨트롤러는 LED를 50% 동안 '켜짐' 상태로 유지하고 50% 동안 빠르게 연속적으로 '꺼짐' 상태를 유지합니다. 인간의 눈은 이것을 안정적이고 어두운 빛으로 혼합합니다.
중요한 결정 요소: 저렴한 컨트롤러는 저주파 PWM(예: 200Hz)을 사용합니다. 이로 인해 스마트폰 동영상에서 두통과 눈에 띄는 밴딩 현상을 유발할 수 있는 잠재의식적인 스트로보스코픽 효과가 생성됩니다. 고품질 컨트롤러는 2000Hz(2kHz) 이상 또는 심지어 4000Hz 이상의 주파수에서 작동하여 '카메라에 안전'하고 깜박임 없는 조명을 제공합니다.
고품질 부품이 있어도 물리학은 전기가 이동하는 방식에 제한을 둡니다. 이러한 한계를 극복하려면 특정 설치 기술이 필요합니다.
PCB의 구리 트레이스에는 내부 저항이 있기 때문에 전압 강하가 발생합니다. 전기가 스트립을 따라 이동함에 따라 전압이 '소비'됩니다. 한쪽 끝에서 10미터 길이의 12V 스트립을 공급하면 시작 부분의 LED는 12V를 수신하지만 끝 부분의 LED는 9V만 수신할 수 있습니다. 이로 인해 맨 끝 부분이 노란색으로 보이거나 상당히 어두워집니다.
해결책:
컨트롤러는 처리할 수 있는 암페어 수에 제한이 있습니다. 대규모 프로젝트(예: 40미터의 RGB 조명)가 있는 경우 단일 컨트롤러로는 소진되지 않고 모든 전원을 공급할 수 없습니다.
LED 증폭기(또는 리피터)가 이 문제를 해결합니다. 스트립의 두 섹션 사이에 위치합니다. 첫 번째 스트립 끝에서 PWM 신호(색상/조광 데이터)를 수신하고 보조 전원 공급 장치의 신규 전력을 사용하여 이를 증폭시킵니다. 이를 통해 색상과 디밍을 완벽하게 동기화하면서 무한한 확장이 가능합니다.
LED는 효율적이지만 여전히 에너지의 약 60%를 열로 변환합니다. 이 열이 칩에 계속 갇히면 두 가지 일이 발생합니다. 즉, 밝기가 영구적으로 희미해지고(루멘 감가상각) 색상이 변합니다(인광체 저하).
미터당 10와트를 초과하는 알루미늄은 방열판 역할을 하여 열 에너지를 PCB에서 공기 중으로 끌어당깁니다. 이것은 단지 미학만을 위한 것이 아닙니다. 이는 설비의 작동 수명을 효과적으로 두 배로 늘립니다. 스트립 조명 의 경우 알루미늄 프로파일에 장착하는 것이 필수입니다.
문제가 발생하면 증상은 대개 원인을 직접적으로 지적합니다. 다음은 일반적인 문제에 대한 진단 가이드입니다.
RGB 시스템에서 리모컨의 '빨간색'을 누르고 스트립이 '녹색'으로 바뀌면 배선이 일치하지 않는 것입니다. 모든 제조업체가 'RGB' 순서를 따르는 것은 아닙니다. 일부는 'GRB'를 사용합니다. 대부분의 컨트롤러에서는 채널 출력을 재구성할 수 있습니다. 또는 납땜 접합부를 확인하십시오. 파란색 패드를 접지 패드에 연결하는 작은 납땜 브리지로 인해 파란색 채널이 영구적으로 유지되거나 다른 색상을 방해하게 됩니다.
표시등이 깜박이거나 전원 공급 장치에서 윙윙거리는 소음이 나면 PSU의 전원이 부족하여 '보호 모드'로 들어갈 가능성이 높습니다. PSU는 스스로를 보호하기 위해 꺼지고 재설정되고 켜지고 주기를 빠르게 반복합니다. 또 다른 원인은 조도 조절이 불가능한 전원 공급 장치와 함께 기존 벽 조광기(Triac)를 사용하는 조광기 비호환성입니다.
실행 중에 세 개의 LED가 꺼지고 나머지는 작동하는 경우 해당 특정 '절단 세그먼트'에 대한 회로가 파손됩니다. 이는 종종 취급 손상으로 인해 발생합니다. LED 스트립을 날카로운 90도 각도로 구부리면 PCB의 구리 트레이스가 깨집니다. 모서리를 탐색하려면 항상 세그먼트 사이에 전용 모서리 커넥터나 납땜 와이어를 사용하십시오.
표시된 구리 패드(보통 작은 가위 아이콘으로 표시됨)에서만 스트립을 절단할 수 있습니다. 이 절단점은 한 전기 회로의 끝과 다음 전기 회로의 시작을 나타냅니다. 다른 곳을 자르면 인접한 LED의 루프가 끊어져 복구할 수 없는 어두운 부분이 남게 됩니다.
LED 스트립은 단순한 장식용 스티커가 아닙니다. 이는 전기적 원리를 존중해야 하는 정교한 전자 부품입니다. 성공적인 설치는 가장 저렴한 제품을 찾는 것보다는 시스템 균형을 이루는 데 더 많이 의존합니다 . 이는 24V 아키텍처를 충분한 구리 두께와 일치시키고, 적절한 알루미늄 냉각을 제공하며, 안전 여유를 갖춘 전원 공급 장치 크기를 조정하는 것을 의미합니다. 이러한 건축 규칙을 따르면 깨지기 쉬운 DIY 프로젝트를 안정적이고 전문적인 조명 솔루션으로 전환할 수 있습니다.
A: 아니요. 일반적으로 구리 패드에 선이나 가위 기호로 표시되는 표시된 간격으로 엄격하게 절단해야 합니다. 이 표시 사이를 자르면 해당 특정 세그먼트의 회로가 파손되어 주변 LED가 작동하지 않게 됩니다.
A: 이것을 전압 강하라고 합니다. 스트립이 너무 길거나 구리 트레이스가 너무 얇아서 전류를 전달할 수 없을 때 발생합니다. 이 문제를 해결하려면 24V 시스템을 사용하거나 실행 시간을 줄이거나 양쪽 끝에서 스트립에 전원을 공급하십시오.
A: 일반적으로 그렇지 않습니다. 백열등이나 할로겐 전구에 비해 효율성이 매우 높습니다. 그러나 고휘도 스트립은 상당한 전력(예: 미터당 20W)을 소비할 수 있습니다. 에너지 사용량이 기대치와 일치하는지 항상 총 전력량을 확인하세요.
답변: RGB는 빨간색, 녹색, 파란색을 혼합하여 색상을 생성하지만, RGB가 생성하는 '흰색'은 종종 파랗고 부자연스럽습니다. RGBW는 전용 화이트 칩(웜 화이트 또는 쿨 화이트)을 추가하여 컬러 파티 효과와 함께 고품질 기능성 백색광을 제공합니다.
답변: 저전력 스트립에만 해당됩니다(일반적으로 미터당 9.6와트 미만). 더 밝은 경우 방열판이 없으면 LED가 과열되고 색상이 변하며 조기에 소진될 수 있습니다. 알루미늄 프로파일은 수명을 위해 필수적입니다.
