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LED 등기구(램프)의 플리커 현상에 관해 본문

저전력, 전기요금/조명기구

LED 등기구(램프)의 플리커 현상에 관해

LED 전구를 얘기할 떄 가끔 언급되는 플리커 현상은, 비전문가들의 설명글 몇 가지를 읽어 보면, 옛날 다이오드 정류기를 쓴 어댑터에 나오는 맥류와 비슷한 것. 즉, 가정용 교류전원이 60Hz니까 그거나 그거랑 관계있는 주기로 빛이 꿀렁꿀렁하고 맥동하는 느낌을 받는 것이고, 이걸 확실하게 알고 싶으면 요즘 디카나 휴대폰 카메라.. 가능하면 셔터스피드 수동조절되는 걸로 찍어보면 된다는 말이 있다. 정확하게는 잘 모르고 여기까지만. (에너지공단 용어설명 참고)


LED전구는 보통 SMPS라는 회로를 써서 220V교류를 LED를 쓴 회로기판에 맞는 직류 저전압으로 전기를 바꿔준다고 하는데, SMPS자체는 컴퓨터 파워서플라이나 모니터용 어댑터와 별다를 게 없다고 한다. 그런데 단가를 싸게 해서 만든 제품 중 몇 가지는 이걸 더 단순화해서 칩수를 줄이고 회로를 더 싸게 설계한 결과, 그런 현상이 일어난다나.


플리커현상은 녹내장의 원인내지 눈건강을 악화시키는 요인일 지 모른다는 말이 있다. 그리고 몇 년 전 LED전구 보급 초기에 팔린 전구와 등기구 중에 그런 게 꽤 있었고, 이게 논란거리가 된 뒤에 나오는 제품들은 많이 줄었다고는 하더라. 

연색성지수와 색온도, 효율(lm/W)[각주:1]과 함께 이 쪽으로 알아두어야 할 지식.



링크 하나. 옛날 중고등학교 교과서라든가, 라디오공작책 맨 뒤 케이스를 만들고 교류전원 어댑터도 넣는 작품 설명에서 봤을 그 정류회로 이야기를 떠올려 보자.

LED등기구용 AC직결식 회로는 이런 식으로 단순한 싸구려 변압 회로를 달아놓는데,

1번이 플리커가 장난아니라고 누구나 느끼는 전등이고

2번이 좀 덜 느끼는 전등. 


원래라면 제대로 평탄한 직류가 나와야 하지만 저런 모양인 게 많다고 함.

이런 회로를 쓰면 옛날 자기식 안정기를 단 형광등하고 비슷하면서 질이 더 나쁘게 어른어른거리는 느낌이 나는 모양. (아래 박스 안 그림 참조)


이게 무슨, 전기절약목적으로 일부러 점멸주기를 준다던 농업용 LED도 아니고...




추가.


2014년말 기사인데, 플리커현상 소개, 그리고 한국 법령이 이상한 이유를 들어 플리커현상이 많은 LED등기구와 전등 보급을 눈감아주고 있다는 주장. 읽어 보니 좀 당황스러운데 정말 그랬다면 어이가.. 왜냐 하면, 효율이 나쁜 등기구는 참고 쓸 수 있지만, 건강에 유해한 등기구는 떼내고 새로 사서 달아야 하니 말입니다. 그것도 플리커가 생기는 제품은 주로 중국산 싸구려니 국내산업보호라든가 폐기물을 줄이자는 관점에서도 그래서는 안 되는데 대체 무슨생각이었는 지 모르겠습니다. 목소리큰 무슨무슨 협회같은 것들이 난리치기라도 했나.. 여튼, 저게 작년 이야기니 올해는 어떨 지..


이후 건강이나 안전관련 이슈보다는 화재위험 이슈가 있었습니다. 전자식 안정기를 쓴 형광등기구와 독립적으로 팔리는 전자식 안정기 중에, 안정기마다 용도가 표시돼 있는 규격 형광등에 사용할 때는 별 문제가 없는데, 전자식 안정기를 사용하는 형광등기구용으로 형광등대신 끼워쓰도록 나온 LED 전등을 달면 고장나거나 화재가 생길 수 있는 상품이 유통되고 있다고 해서 좀 말이 있었습니다.


왜 등기구에 형광등대신 끼워쓰는 형광등모양 LED등이 나왔냐 하면, 형광등을 LED등으로 바꾸려 해본 분들은 잘 아시겠지만, 고정된 형광등기구를 바꾸려다 집 안 인테리어를 손대게 되면 돈이 꽤 들어가고 원래 있던 걸 좋아하는 사람들도 있기 때문입니다. 우리 나라가 E26백열등소켓용 LED램프말고 형광등대체용 LED램프 표준화가 늦었던 것도 그런 선호도 문제와 업계의 알력이 있어서였는데, 결국 다 파는 걸로 결론내고 요즘은 등기구형과 형광등형이 다 팔립니다.


미국 2013년, "LED조명의 퍼센트플리커는 20% 이하, 플리커인덱스(주파수 100㎐일 때)는 0.15 이하가 돼야 에너지스타 인증." 퍼센트플리커 20%이하는 밝기굴곡에서 최저밝기가 최대밝기의 2/3이상 밝아야 한다는 말. 플리커인덱스는 플리커현상 1주기 안에 평균 밝기를 초과하는 정도라고 함. 좀 더 찾아보니 아래와 같음. 다시 위의 외국 링크에서 인용하면.


아래 프리젠테이션의 소스는 

http://www.cormusa.org/uploads/CORM_2009_-_The_Evaluation_of_Flicker_in_LED_luminaires__Grather.pdf


0~100%. 0%는 순수 직류로 가장 좋은 품질, 100%는 밝기 0과 밝기 100을 오가는 싸구려 회로.


측정값으로 평균 밝기를 기준으로, 그보다 더 밝을 때의 면적이 전체 밝기 면적에 비해 얼마나 되는가 하는 것. 0~1.0값이 됨. 0은 Area 1이 없다는 얘기니까 순수 직류로 고품질. 1.0은 Area 2가 없다시피 하다는 얘기니까 싸이키등같은 것? 


저 문서에서는 여기서, 퍼센트 플리커는 LED칩의 수명과 큰 상관이 없지만, 플리커 인덱스가 나쁘면 칩 수명이 줄어든다고 말하고 있다. 즉, 플리커 현상이 적은 등기구가 오래 쓰는 등기구일 수 있다는 얘기다. 하긴 플리커를 없애려고 더 비싼 회로를 썼을 테니 비싼 값을 해야 당연하겠지.


다음이 실제 백열등, 자기식 안정기 형광등, (고주파 회로를 쓰는) 전자식 안정기 형광등, 

LED 전구, 고주파 정류회로를 쓴 LED 전구, 좋은 직류를 쓰는 LED전구를 비교한 그림이다.

실험개요는 링크 속 원문 참조. 별로 자세하게는 나오지 않아서 잘 설명못하겠음. 광센서를 오실로스코프에 달아놓고 측정한 것이라고 함. 백열전구에 60Hz라고 씌어 있는 걸로 봐서는 전원은 60Hz 교류같은데, Frequency는.. 


백열등. 열이 빛이 되는 거라선지 일단 가열되고 나면, 교류 전원 직결인데도 출렁임이 적다.


할로겐등. 왠진 모르겠지만 백열등보다 뚜렷하다. 자기식 안정기를 쓴 형광등보다 좀 나쁨.


자기식 안정기를 쓴 형광등. 불만이 있을 만 하다.


전자식 안정기를 쓴 형광등. 


직류를 쓴 LED등


질나쁜 LED 등. 질병의 원인이 될 가능성을 따지기 이전에, 언급된 모든 등기구 중에 품질이 최악이다.


퍼센트 플리커와 플리커 인덱스 정리





덧.

아래 이야기는 디지털 카메라/휴대폰 카메라의 전자식 셔터 동작 특성때문에 "그런 현상이 있는 것처럼 보인" 것일 수도 있습니다.


ps.

플리커 현상은 비싼 외국 브랜드라도 마찬가집니다. 제품을 일일이 확인하기 전에는 섯불리 괜찮겠지 생각해서는 안 됩니다. 예를 들어, 오스람(OSRAM)의 LED 일자등기구도 플리커현상이 퍽퍽 나오는 싸구려 전원회로를 썼다고 해요. 역률도 0.5이상이라고 적어놓은..

https://blog.naver.com/tnf_runner/220763319638


  1. LED도 그렇고 형광등도 그렇고 두 제품에 사용되는 안정기와 전원회로도 그렇고.. OEM이든 ODM이든 간에, 중국산을 수입해 자기 브랜드를 붙여 파는 유통사들이 국내 인증을 받을 때는 정품을 내고 초기 로트가 소진되고 나면 그 다음에는 뭔가 하나씩 빼서 팔다 걸리는 일이 몇 년 전부터 잊을 만 하면 반복되었다. 소비자원에서 관련 보도자료와 검사 결과를 낸 것만 몇 차례다. [본문으로]
  2. 요즘 LG폰은 카메라 셔터스피드 조정같은 매뉴얼 기능이 들어있다던데 이건 옛날 폰이라 그런 건 없습니다. 나중에 EXIF정보에 더미말고 실제 데이터를 넣어주기를 바라는 정도. [본문으로]
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