LED 전등(조명) _ LED모듈 선택기준과 LED칩 등급(삼성,LG)에 따른 밝기차이

최근 방의 전등이 들어왔다 나갔다 해서 체크를 해보니 컨버터가 맛이 가 있었다.

이번 기회에 전등을 LED로 바꾸는 것이 어떨까라는 생각에 가격비교 사이트에서 LED 방등을 검색해 보았다.

참고로 현재 방등은 FPL 36W(일반적으로 많이 사용하고 삼파장 램프) 2개가 들어가는 작은방용 등이다.

 

지금 방등의 밝기를 기준으로 하면 대략 36W의 LED를 교체하면 되겠다 싶어(루멘에 따라 조금 차이가 있을 수 있다) 검색을 해보니 현재 판매되고 있는 대부분의 방등은 50W 제품들 뿐이어서 할 수 없이 50W를 기준으로 검색을 하였다. 모듈이 아닌 완제품을 기준으로 2만원대 초반부터 10만 정도까지 가격이 다양했다.

 

과연 어떤 차이가 있어 이렇게 가격 차이가 나는 것일까?

비싼 제품은 말할 필요도 없고 저렴한 제품도 아주 그럴듯하게 성능의 우수함을 말한다.

순수 국산이니 삼성 또는 LG 칩을 썼니.. 중국산과 비교를 하지 말라는 등..

 

단순히 생각한다면 비싼 제품이나 싼 제품이나 같은 삼성칩, LG칩을 썼으니 제품을 비싸게 파는 업체는 폭리를 취하는 것처럼 느껴질테고 또 그런 비싼 제품을 사는 소비자는 호구처럼 생각되어질지도 모른다.

 

그러리면 저렴한 제품을 산 사람은 현명한 소비를 하고 있는 것일까?

 

결론부터 말하면 NO! NO!

어쩌면 싼 제품을 사서 아무것도 모르고 싸게 샀다 좋아하는 사람이 오히려 호구일지도 모른다.

 

2년 전 LED에 대해 전혀 몰랐을 때, LED 제품을 사면 수명도 길고 전기세도 적게 나가고..

그렇게 나도 그저 싼 제품을 사서 좋다 한적이 있었다.

하지만 그 제품은 1년 뒤 운명을 달리했다.

 

세상 어떠한 것도 다 비슷하겠지만 비싸면 비싼 이유가 있고 싸면 싼 이유가 있다.

그 과정 속에 정말 안좋은 제품을 비싸게 팔아 폭리를 취하는 경우도 있을 수 있겠지만

특히 여러가지 부품들로 이루어진 전자제품의 경우에는 저가 제품이 품질이 좋기는 매우 어렵다.

좋은 제품에 들어가는 부품들은 단가는 저렴하지 않기 때문이다.

 

우리가 전등을 LED로 바꾸는 이유중 가장 크게 작용하는 것이 바로 전기세 일 것이다.

하지만 전기세 얼마 아끼자고 작게는 몇만원에서 크게는 몇십만원을 들여 전등을 바꾸는데..

그 바꾼 전등으로 효과를 보려면 얼마나 오랜 시간 LED전등을 고장 없이 사용해야 하는 것일까?

모르긴 몰라도 손익분기점이 최소 5년은 걸릴거라 생각되어 진다.

저렴한 제품이 5년을 버텨줄까? 반면 품질이 좋은 제품이라면?

품질이 좋은 제품이 오래 버텨줄 확률이 매우 높다.

 

저렴하다고 꼭 나쁜것은 아니다. 상황에 맞게 선택을 하면 된다. 선택은 오롯이 소비자의 몫이다.

단지 알고 사서 쓰는 것과 모르고 사서 쓰는 것은 엄연히 다르며 요즘 세상엔 모르면 눈탱이를 맞는다.

 

나도 이쪽 분야에 전문가는 아니지만 그래도 일반적인 선에서 LED 전등을 구매하려는 사람들에게

조금이나마 도움이 될까 싶어 LED 전등 선택 시 확인해야 할 부분에 잠시 이야기를 해볼까 한다.

 

LED 전등은 크게 LED 모듈(칩 패키지)과 컨버터(SMPS)로 구성되어 있는데, 우선 LED 모듈에 대한 이야기부터 시작을 해보겠다.

 

 

 

 

LED 칩 _ LED라고 다 같은 LED가 아니다

 

이해를 돕기 위해 휴대폰을 예로 들면 삼성은 S시리즈, LG는 G시리즈가 대표적이다.

해당 시리즈에서도 보급용부터 프리미엄 제품까지 라인업이 다양하다.

LED도 마찬가로 현재 삼성 LED칩은 S시리즈, LG 이노텍 칩은 G시리즈의 이름으로 판매되고 있다.

조금 관심을 가지고 보면 삼성에 S5 칩을 썼네, LG 이노텍의 G4 칩을 썼네하는 문구를 확인할 수 있다.

 

이러한 문구가 없이 그냥 삼성칩을 썼다 LG칩을 썼다 하는 제품들은

대부분 현재 유통되고 있는 칩중 가장 등급이 낮은 저렴한 칩이라 생각해도 무방하다.

그리고 잘 모르는 사람들이 쉽게 현혹되는 것중 하나가 바로 국산, 중국산에 대한 문구이다.

저렴한 중국산 칩이 아닌 국산 삼성, 엘지를 썼다고 강조하나 등급이 낮은 국산 칩 또한 상당히 저렴하다.

LED칩은 생산지가 중요한 것이 아니라 칩의 효율성이 중요하다.

 

 

 

LED 칩 등급에 따른 칩 종류와 그에 따른 광효율(밝기)의 차이

 

LED 전등에 쓰이는 칩의 종류

LED 전등에 사용되는 칩은 크게 5630칩과 3528칩이 있다.

LED칩을 보면 숫자가 적혀 있는데 이는 칩의 크기를 말하는 것이다.

☞ 필립스 제품 등에는 다른 칩도 있긴 하지만 일단 이러한 것은 논외로 하겠다.

칩의 크기가 크다고 하여 꼭 광효율이 좋은 것은 아니지만 보통 광효율이 좋은 칩일수록 크기가 크다.

 

광효율에 따른 LED 칩 등급

LED를 생산하는 제조사가 많아 간략하게 LG 이노텍의 G시리즈와 삼성의 S시리즈의 LED칩을 예로 설명해 보겠다.

※ 표에 표기된 루멘은 이해를 돕기 위한 대략적인 수치이며 제조사, 제품에 따라 약간의 차이가 있을 수 있다.

 

광효율에 표기된 단위의 루멘(lm)으로 광속이나 빛이 광원에서 나오는 총량의 단위를 말한다.

쉽게 말해 빛의 양이 많을수록, 즉 루멘이 높을수록 LED가 더 밝은 빛을 낸다.

즉, 같은 전력으로 더 밝은 빛을 내기 때문에 루멘이 높을수록 효율성은 높아진다.

☞ 전등의 밝기(루멘)가 표기되어 있다면 루멘의 총량을 와트로 나누어 보면 LED의 광효율을 알 수 있다.

 

 

 

구매하고자 하는 LED의 색 온도는?

 

색 온도란, 광원의 빛을 표시하는 방법 중 하나로 단위는 캘빈(K)을 사용한다.

보통 2700K(전구색), 3000K(온백색) , 4000K(백색), 5700K(주백색), 6500K(주광색) 등으로 나타낸다.

 

 

색온도는 높아질수록 푸른빛을 띄며 더 밝고 환한 느낌을 주고 낮아질수록 노란빛을 띄며 어둡고 포근한 느낌을 준다. 광효율의 기준이 같다면 색 온도가 높아질수록 밝은 느낌을 준다.

 

하지만 색온도가 높아지면 눈에 자극을 주어 눈 건강에는 그리 좋지 않다.

다 그런것은 아니지만 보통 저가 제품의 경우 떨어지는 광효율을 커버하기 위해 색온도를 높이는 경우가 많다.

☞ 참고로 실내 고급 조명의 경우 대부분 색 온도 5700K 이하의 조명을 사용한다.

 

보통 저가 LED 전등은 3528칩을 사용한 경우가 많아 광효율에 대한 설명이 대부분 빠져 있으며, 대부분 색 온도가 6500K 인것을 확인 할 수 있다.

☞ 6500K의 색온도를 가지고 있다 해서 다 저가 제품은 아니며 같은 등급의 칩이라 해도 색온도 차이가 날 수 있다.

 

 

 

PCB (회로기판)

 

LED는 광효율에 따라 밝기 차이가 난다.

광효율은 어떠한 칩을 썼느냐도 주요하지만 어떠한 PCB(회로기판)를 썼느냐에서도 차이가 생긴다.

LED는 발광시 많은 열을 발생시키는데 아쉽게도 LED는 열에 취약하다.

따라서 발생하는 열을 얼마나 빨리 식혀 낮은 온도를 유지하느냐에 따라 LED의 성능 및 수명이 달라진다.

 

보통 좋은 PCB는 구리 및 알류미늄의 함량이 높고 유리종이 에폭시를 사용하여 LED모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출해준다.

LED는 FPL에 비해 효율이 좋고 수명이 길다고 알려져 있지만 좋지 않은 PCB를 사용했을 경우엔 빛이 감소하여 광효율이 떨어질 뿐만 아니라 제품 수명도 급격히 줄어든다.

 

LED 전등에 주로 사용되는 PCB 종류

 

FR-1(2): 가격은 저렴하나 기계강도가 약하고 휨문제가 발생하며 내열성이 취약하다.

 

CEM-1: CEM-1은 유리종이 에폭시 레진을 함침시킨 종이코어를 가진 합성체이다. 같은 레진에 함침된 직조된 유리섬유는 두 표면을 덮고 있다. 이러한 구조는 FR-2나 FR-3과 같은 드릴 가공성과 FR-4와 비슷한 전기적 특성을 가지한다.

 

FR-4: FR-4는 에폭시 레진이 함침된 유리섬유가 여러겹 쌓여 있는 것이다. 특성은 대부분의 전기적, 물리적 필요를 모두 충족 시키기 때문에 대부분의 제품에 적용되고 있다.

 

CEM-3: CEM-3은 표면에는 직조된 유리섬유가 에폭시 레진에 함침되어 있고, 코어는 직조되지 않은 유리섬유에 에폭시 레진이 함침되어 있다. CEM-1보다 비용이 더 비싸지만 PTH에는 더욱 효과적이다. 특성은 대부분의 전기적, 물리적 필요를 모두 충족 시키기 때문에 대부분의 제품에 적용되고 있다.

 

저가형 제품은 안정성 및 효율이 떨어지는 페놀계 레진이 함침된 PCB를 사용한다.

안정성 및 효율성을 생각한다면 최소한 에폭시 레진이 함침된 CEM-1 이상의 기판을 사용하는 것이 좋다.

 

제너다이오드

제너다이오드는 다이오드의 일종으로 정접안 다이오드라고도 한다.

과전압을 막아 일정한 전압을 유지해 LED 패키지를 보호하여 수명을 장기간 유지하게 해준다.

만약 제너다이오드가 없다면 계속되는 과전압 영향으로 LED 패키지의 수명이 짧아지게 된다.

 

저항칩

저항칩은 불규칙한 잔 전류를 잡아 필요한 양 만큼 전류를 흘려 보내는 소자로 전위차를 발생시켜 전압을 안정시켜 전류를 흘려준다.

 이러한 기능은 잔광현상을 막아줄 뿐만 아니라 고온에서 LED칩을 보호해주어 장시간 사용해도 처음과 같은 밝기를 유지시켜준다.

☞ 보통 고가의 절연컨버터 보다는 비교적 가격이 저렴한 비절연 컨버터를 사용하는 경우가 많다.

만약 절연컨버터를 사용한다면 모듈에 저항칩이 따로 존재할 필요는 없다.

 

좋은 LED모듈은 FR-4 소재를 사용한 PCB에 고효율의 LED칩, 제너다이오드 그리고 저항칩을 모두 가지있다.

이러한 부품들이 들어가 있는 LED모듈이라면 당연히 가격은 올라간다.

 

다양한 제품들을 이리저리 살펴보면 효율이 좋은 LED칩은 썼지만

저항칩 또는 제너다이오드가 없는 제품들을 볼 수 있다.

또한 정말 저렴한 제품 중에는 제너다이오드와 저항칩이 모두 없는 것들도 있다.

 

LED칩의 등급과 PCB를 만든 소재에 따라서도 제품의 품질이 나눠지긴 하겠으나 LED칩과 PCB소재가 같은 조건이라면

(제너다이오드 + 저항칩) > (제너다이오드) > (저항칩) > (둘다 없음) 순으로 품질을 나눌 수 있다.

 

 

광효율 최고급 LED칩을 썼다 해도 제너다이오드와 저항칩이 없으면

제대로된 성능을 발휘하기 어려우며 수명 또한 짧아질 수 있다!

 

 

처음 글을 시작할 때는 그냥 간단히 몇자 적으면 될줄 알았는데, 글을 쓰다보니 생각보다 길어졌다.

처음엔 컨버터에 대한 이야기까지 모두 하려 했으나 컨버터에 대한 이야기는 다음에 해야겠다.

 

 

 

 

비싼 LED 전등이면 다 좋은 것일까?

 꼭 그런것은 아니며 또 너무 고효율의 LED칩을 살 필요도 없다.

 

보통 삼파장 램프 36W 3개(108W)가 들어가는 방등의 경우

50W의 LED 전등이 대용품으로 많이 사용되는데,

앞서 이야기한 품질이 우수한 부품들로 구성된 모듈의 LED 전등은

효율이 좋아 생각한것 보다 기존 등에 비해 휠씬 밝다.

 

사용자에 따라 쨍하게 밝은 것을 선호하기도 하고, 조금 어두운것을 선호하기도 한다.

 아무리 좋은 엔진을 단 자동차라도 스피드를 즐기지 않고 서행운전을 하는 운전자라면

굳이 엔진이 최고의 고성능일 필요는 없다.

 

5630칩은 고효율 칩이다. 즉, 무엇을 골라도 기존 삼파장램프보다는 밝다.

밝은 것이 좋은 사람은 G(S)5~G(S)6 의 제품을 사용하면 될것이고

너무 환하게 밝은게 싫다면 G(S)3~G(S)4 를 사용해도 무방하다.

기존 삼파장 램프의 루멘을 확인해보고 거기에 맞게 LED의 칩을 선택하는 것도 하나의 방법이다.

 

하지만 제품의 종류가 다양하지 않아 선택의 폭이 좁아 나에게 딱 맞는 밝기를 찾을 수 없다면

고효율의 모듈을 선택 후 리모컨을 사용해 광량을 조절하는 방법도 있으니 참고하기 바란다.

☞ 리모컨을 사용하면 밝기조절 및 ON/OFF가 가능하다.

 

그리고 실내에서는 눈에 자극이나 피로감을 주지 않는 색 온도 5700K 이하의 제품을 고르는 것이 좋을 듯하다.

 

앞서 이야기 했지만 고효율의 LED칩 뿐 아니라 모듈을 구성하는

다른 부품들 역시 제품의 수명을 결정짓는 중요한 역할을 하는만큼

고장 없이 오래 사용하고자 한다면 최적의 부품으로 구성된 모듈을 사는 것이 좋다.

 

마지막으로 어떠한 제품이라도 뽑기 운이라는 것이 있어

제품을 비싼돈을 주고 샀어도 고장나는 경우는 얼마든지 있을 수 있다.

 

LED 모듈은 제조사에 따라 다르나 보통 1~5년까지 무상 AS를 해준다.

이왕이면 AS기간이 길고 사후 처리를 잘 해주는 제조사의 제품을 선택하는 것이 좋다.

 

☞ LED모듈의 제조사는 삼성이나 LG가 아닌 LED모듈의 구성품을 다 모아 제조하는 곳을 말하는 것이니 착오가 없으시길..

 

 ☞【참고】LED 전등(조명) _ 컨버터의 선택 기준과 Flicker Free (플리커 프리)

 

 

 

<LED 전등(조명) _ LED모듈 선택기준과 LED칩 등급(삼성,LG)에 따른 밝기차이