LED 스트립 조명은 어떻게 설계 및 제조되나요?

밤 어스름이 내려올 때마다 수천 개의 유성이 교차하는 듯한 별의 강, 창밖으로 떨어지는 별, 나무 꼭대기 사이로 구불구불 이어지는 궤적에서 밤의 LED 스트립 빛이 흘러나오고 건물의 벽면 스크린 색상이 수천 가지 색상으로 바뀝니다. 라이트 밴드가 부드럽게 흘러내리며 구석구석을 부드럽게 감싸고 저녁 바람이 로맨틱한 색채를 선사합니다.

친구들! 밤에 아름답게 빛나는 LED 스트립 조명이 어떻게 생산되는지 궁금한 적이 있나요? LED 스트립 조명의 디자인과 생산 공정이 궁금하시거나 DIY 또는 구매 시 참고할 수 있는 제조 세부 정보를 알고 싶으신가요? 오늘은 이 흥미로운 LED 스트립 조명 디자인과 제조 공정에 대해 자세히 알려드리려고 합니다.

LED 스트립 조명은 어떤 원재료로 구성되나요?

LED 플렉시블 라이트 스트립의 생산 원료에는 주로 LED 비드, PCB 기판, 전선, 테이프 등이 포함됩니다. 그중 LED는 스트립의 핵심이며 LED의 품질이 스트립의 밝기와 수명을 직접 결정합니다. 회로 기판은 스트립의 혈관과 같으며 LED에 전력을 전송하는 역할을 하고, 와이어는 컨트롤러에서 LED 매체로의 전류이며, 테이프는 스트립의 보호기와 같으며 스트립에 단단히 고정하여 LED 스트립 설치가 견고하도록 보장할 수 있습니다.

LED 램프 비즈와 테이프에 대해서는 지난 글에서 자세히 소개해 드렸으니 관심 있는 친구들은 클릭해 보시기 바랍니다.

LED 스트립 조명에 적합한 LED를 선택하는 방법
LED 조명 스트립 접착 테이프의 품질을 판단하고 선택하는 방법은 무엇입니까?

LED 스트립 조명 PCB란 무엇인가요?

여기서 우리는 LED 스트립 조명을 위한 또 다른 중요한 재료를 이해하게 됩니다: PCB 기판입니다.

LED 스트립 조명용 PCB 기판은 구부릴 수 있고 가볍고 고밀도 배선 등의 특성을 가진 유연한 재료로 만들어진 일종의 회로 기판으로 FPC 회로 기판(연성 인쇄 회로)이라고도 하는 연성 회로 기판입니다. 구부리거나 말 수 있으며 복잡한 공간 레이아웃에 맞게 조정할 수 있습니다.

FPC의 주요 구성 재료로는 기판, 전도성 재료, 접착제 및 커버 필름이 있습니다. 각 재료는 다양한 회로 설계의 요구 사항을 충족하기 위해 FPC의 성능과 기능에 중요한 역할을 합니다. 다음은 FPC의 일반적인 레이어입니다:

1. 베이스 레이어(베이스 필름): 일반적으로 폴리이미드(폴리이미드, PI) 또는 폴리에스테르(폴리에스테르, PET)로 1/2mil, 1mil, 2mil의 두께 규격이 사용되며, 1/2mil과 1밀이 일반적으로 사용됩니다.

2. 구리 호일 층(구리 호일)캘린더 구리(RA 구리)와 전해 구리(ED 구리)는 1/3온스, 1/2온스, 1온스 등의 두 가지 두께 사양입니다. 캘린더드 구리(RA)는 동판으로 만들어지며, 여러 번 반복적으로 압연하면 결정화 조직이 벗겨지고, 전해 구리(ED)는 원형 음극 드럼에서 특수 전기 분해 기계를 통해 연속 생산으로 만들어집니다. 일반적으로 FPC는 캘린더 구리(RA)의 동적 벤딩 선택이 필요하며, 전해 구리(ED)는 3~5회 벤딩(조립 벤딩) 선택만 필요합니다. 전도성 특성과 비용 이점을 위한 전해 구리; 현재 대부분의 조명 기판은 전해 구리를 사용합니다.

3. 접착제에폭시 수지: 구리 호일을 기판에 접착하여 강도와 내구성을 제공하는 데 사용되며, 아크릴레이트 접착제: 일부 특수 용도에 사용되어 유연성과 내화학성을 향상시키는 데 사용됩니다.

4. 커버 레이어베이스 레이어, 절연, 솔더 레지스트 및 보호와 동일한 재료로 일반적으로 0.5mil 두께로 사용됩니다.

LED 스트립 조명을 위한 PCB 보드를 선택하는 방법은 무엇인가요?

LED 스트립 조명의 PCB 보드에는 단일 및 이중 패널이 있으며 단일 패널은 일반적으로 0.07mm 및 0.11mm의 두 가지 두께를 갖습니다. 흰색 커버 필름을 사용하면 단일 패널의 두께가 18mm 증가하고 양면 보드는 일반적으로 0.11mm, 0.12mm 및 0.2mm의 세 가지 두께를 갖습니다. 마찬가지로 흰색 오버레이 필름을 사용하면 양면 보드의 두께가 36㎛ 증가합니다. 일부 특수 애플리케이션이나 하이엔드 제품에서는 더 높은 기계적 특성, 전기적 특성 또는 열 관리 요구 사항을 충족하기 위해 FPC의 두께가 0.3mm에서 0.55mm 사이가 될 수 있습니다.

PCB의 구리 두께는 일반적으로 라미네이트의 구리 층 두께를 의미하며, 일반적으로 1온스, 2온스 등과 같이 평방피트당 온스(oz) 단위로 표시됩니다. 구리 두께가 증가하면 전기 전도도가 더 좋아지고 전류 전달 능력도 더 강해지지만 구리 자체는 귀금속입니다. 구리 두께가 2온스는 1온스보다 두 배의 구리를 사용하기 때문에 가격이 더 비쌉니다.

PCB의 구리 두께는 조명 보드의 가격에 영향을 미칩니다. LED 스트립 조명의 PCB가 더 높은 전류(예: 전력 20W/m)를 전달해야 하는 경우, 열을 줄이고 효율성을 개선하기 위해 2온스 두께의 구리가 필요할 수 있습니다. 1온스 구리 두께의 단일 패널 가격은 약 0.07달러/제곱미터이며, 2온스 구리 두께는 0.11~0.14달러로 증가할 수 있습니다(재료 + 가공비 약 60-100% 증가). 구리 두께가 1온스마다 증가하면 LED 스트립 PCB의 비용은 30%-50%로 상승할 수 있습니다.

구리 두께는 비용을 증가시키지만 필요한 설계 선택일 수 있습니다. 디자인에 두꺼운 구리가 필요하지 않은 경우 두꺼운 구리를 사용하는 것은 비용 낭비이므로 전기 성능, 열 방출 요구 사항 및 예산 결정과 함께 디자인을 결합해야 합니다. 현재 더 많은 PCB 기판이 양면 기판에 사용되며, 단일 패널은 밝기가 높지 않고 거리가 짧은 경우에만 적용 가능하며, 매우 적은 사용의 시장 점유율은 양면 기판이며 양면 기판은 상대적으로 고가이지만 더 널리 사용됩니다.

LED 직병렬 조합으로 LED 스트립 조명은 어떻게 설계되나요?

LED 조명 스트립은 LED 밀도가 다르며 일반적으로 미터당 LED 개수가 다르므로 스트링 및 병렬 조합이 다릅니다. 예를 들어, SignliteLED는 60개/미터, 128개/미터, 140개/미터의 LED가 있는 스트립을 생산합니다. 여기서는 60개/미터를 예로 들어 직렬-병렬 조합에서 LED가 어떻게 설정되는지 살펴보겠습니다. 우선 전원 전압이 달라서 12V 전원 공급 장치인 경우 직렬-병렬 관계가 3 직렬 20s, 24V 전원 공급 장치인 경우 직렬-병렬 관계는 6 직렬 10s입니다.

예시: 아래 그림 1과 같이 12V 전원 공급 회로에서 LED의 Vf 값이 3V라고 가정하면 직렬-병렬 관계는 3직렬, 2병렬이며, 3개의 LED를 직렬로 연결하면 직렬로 연결된 LED의 총 전압은 3V×3 = 9V가 됩니다. 나머지 12V - 9V = 3V는 전류 제한 저항 R로 나누어 LED가 안정적으로 작동하고 과전압 손상을 방지합니다. 단일 스트링의 LED 수가 너무 많으면(예: 직렬로 4개 연결 시 12V 필요) 전류 제한 저항에 전압 여유가 없어 밝기 제어에 영향을 미칠 수 있습니다.

아래 그림 2는 24V 전원 공급 회로로, 직렬과 병렬의 관계는 6직렬, 2병렬입니다. 6개의 LED를 직렬로 연결한 후 직렬로 연결된 LED의 총 전압은 3V × 6 = 18V입니다. 나머지 24V - 18V = 6V를 전류 제한 저항 R로 나눈 다음, 저항 R의 크기를 조정하여 전압을 전류 제한 저항으로 나눕니다. 그런 다음 저항 R 값의 크기를 조정하여 LED의 전류를 변경하여 LED의 밝기를 변경할 수 있습니다.

LED 스트립 조명의 저항을 계산하는 방법은 무엇인가요?

LED 스트립 조명에서는 저항을 올바르게 선택하는 것이 중요합니다. 옴의 법칙(V=IR)은 저항을 계산하는 기본 법칙입니다. 아래 다이어그램에서 볼 수 있듯이: 24V 전원 공급 장치를 사용하고 각 LED에 3V가 필요한 경우 총 6개의 LED에 필요한 전압은 18V입니다. 따라서 저항을 가로지르는 전압은 24V - 18V = 6V가 되어야 합니다. 회로를 통해 흐르는 전류가 0.03A인 경우 옴의 법칙에 따라 저항 값은 6V ÷ 0.03A = 200옴입니다.

또 다른 주목할 만한 문제는 전력 공식을 견디기 위해 저항의 전력을 고려해야 한다는 것입니다: P = UI; 위 다이어그램에서 저항의 공급 전압은 6V입니다. 저항을 통해 흐르는 전류가 0.03A인 경우 저항의 전력은 다음과 같이 계산됩니다: 6V×0.03A = 0.18W. 그런 다음 0805의 저항값이 0.125W이고 1206 패키지의 저항값이 0.125W인 것을 확인한 후 0.18W보다 커야 하는 칩 저항을 선택합니다. 그리고 1206 패키지 저항 값은 0.25W이며, 0805 패키지 저항 값의 선택이 분명히 작다면 1206 패키지 저항을 선택해야 합니다. 이 설계 저항은 전류의 안정성과 장기적인 신뢰성 작업의 저항을 보장 할 수 있습니다.

올바른 저항 값을 선택하면 과열이나 손상을 방지하기 위해 LED 스트립의 안전한 작동을 보장할 수 있습니다. 저항 값이 너무 크면 전류가 너무 적어 LED가 정상적으로 켜지지 않을 수 있고, 저항 값이 너무 작으면 전류가 너무 많아 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

실제 애플리케이션에서는 온도 변화가 저항 값에 미치는 영향, LED의 전력 및 기타 요인과 같은 더 많은 요소를 고려해야 할 수 있습니다. 따라서 실제 적용에서는 특정 요구 사항에 따라 적절한 저항 값을 선택하고 필요한 테스트 및 조정을 수행하는 것이 좋습니다.

또한 저항을 합리적으로 선택하면 회로의 성능을 최적화할 수도 있습니다. 예를 들어 저항 값을 조정하여 LED의 밝기를 변경할 수 있습니다. 경우에 따라 회로의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 여러 개의 저항을 병렬로 연결하여 전류를 분산시켜야 할 수도 있습니다.

요컨대, 올바른 저항 값을 올바르게 계산하고 선택하는 것은 LED 스트립 조명의 올바른 작동에 매우 중요합니다. 옴의 법칙을 이해하고 적용하면 회로를 더 잘 제어하고 LED 스트립 조명의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

LED 스트립 조명에 LED 개수가 다른 이유는 무엇인가요?

현재 시중에는 미터당 LED 개수가 다양하며, 일반적인 사양은 미터당 60개, 120개, 180개, 240개의 LED입니다. 왜 이렇게 많은 종류가 있을까요? 가장 큰 이유는 고객마다 애플리케이션 시나리오, 에너지 소비, 열 방출, 비용 관리, 설치 효과 등 밝기 요구 사항이 다르기 때문입니다. LED 개수가 많을수록 단위 면적당 밝기가 더 높아야 합니다.

예를 들어, 장식용 LED 스트립 조명은 너무 높은 밀도가 필요하지 않으므로 미터당 60개의 LED를 사용하면 되지만, 기능성 조명은 미터당 180개 이상의 LED 밀도가 필요할 수 있습니다. 상업용 건물에서는 분위기를 조성하기 위해 고밀도 스트립 조명을 사용해야 할 수 있지만, 일반 가정에서는 미터당 120개의 중간 밀도 LED로 충분할 수 있습니다.

또한 절단 간격은 디자인에서 램프 비드 수에 영향을 줄 수 있습니다. LED 3개 또는 6개가 모두 절단 지점이라고 가정하면 미터당 60개의 LED가 동일합니다. 두 절단 지점의 길이는 동일하지 않으며, 그룹으로 구성된 3개의 LED는 절단 거리가 50mm이고, 그룹으로 구성된 6개의 LED는 절단 거리가 100mm입니다.

비용도 중요한 요소입니다. LED가 많을수록 재료비가 더 많이 들기 때문에 가격이 더 비쌀 수 있습니다. 다양한 예산의 소비자를 충족하기 위해 다양한 LED 밀도의 조명 스트립이 있습니다. 저밀도(미터당 60개의 LED)는 예산이 제한된 사용자에게 적합하고, 고밀도(미터당 180개의 LED)는 효과를 원하는 사용자에게 적합합니다.

LED가 많을수록 전력 소모와 발열이 증가하므로 디자인에 주의를 기울여야 합니다. 고밀도 LED 스트립은 더 나은 방열 설계가 필요할 수 있으며, 그렇지 않으면 스트립의 서비스 수명에 영향을 미칩니다.

설치 효과: LED 밀도가 높고, 빛이 더 연속적이고 균일하여 어두운 부분이나 빛의 간격이 뚜렷하게 나타나지 않습니다. 이는 TV 배경이나 디스플레이 캐비닛과 같이 부드러운 조명 효과가 필요한 장소에서 중요합니다. 또한 저밀도 LED 스트립은 LED 간격이 넓기 때문에 굽힘 설치가 더 유연 할 수 있으며 S 자형 LED 스트립과 같이 굽힘이 압출 압력 집중으로 나타나기 쉽지 않습니다.

고밀도 스트립 조명은 더 높은 전원 공급 장치 지원이 필요할 수 있으므로 LED 스트립 조명을 구입하는 것 외에도 스트립의 전원을 동기화해야 합니다(예: 미터당 10W 또는 20W).

LED 스트립 조명의 발광 효율을 개선하는 방법은 무엇인가요?

LED 스트립 조명의 발광 효율을 향상시키기 위해 가장 직접적인 방법은 더 높은 밝기의 LED를 구입하거나 LED 수를 늘리는 것이지만, 결과적으로 비용도 그에 따라 더 많이 증가하므로 결국 고휘도 LED의 가격이 훨씬 더 높아집니다. 일반적으로 26-28lm SMD2835의 LED 밝기는 약 0.0025달러입니다. 30-32 lm LED를 사용하는 경우 가격은 0.0035 USD입니다. 120개의 LED를 사용한 1m 계산에 따르면 1m 조명 스트립 비용은 0.12달러 증가했습니다.

광 효율을 높이는 또 다른 방법은 저항에서 손실되는 전력을 줄이기 위해 직렬로 연결된 LED의 수를 적절히 늘리는 것입니다. 이 방법은 상대적으로 효율이 향상되며 비용도 크게 증가하지 않습니다.

1. 1미터당 전력이 10W이고 전압이 24V인 LED가 120개, 한 그룹에 6개가 있다고 가정하면 1미터의 LED가 20개씩 6개의 시리즈이고 각 LED 그룹의 전류는 10 ÷ 24V ÷ 20 = 0.021A입니다. LED 아래 표를 보면 Vf 값은 2.77V입니다. 저항의 전압 값은 24V - 2.77V × 6 = 7.38V라고 계산했습니다. 이는 단일 저항에서 7.38V × 0.021 = 0.155W의 쓸모없는 전력으로 소비되고, 모든 저항이 0.155W × 20 = 3.1W의 총 쓸모없는 전력(3.1 ÷ 10 × 100% = 31%)을 소비하는 것입니다. 따라서 LED 스트립의 발광 효율은 69%가 됩니다.

2. 시리즈 수의 효율을 변경하기 위해 미터당 120 개의 LED 10W를 살펴 보겠습니다: 그룹에 대한 8 개의 LED, 8 시리즈 15 및 각 램프 비드 전류의 각 그룹에 대한 시리즈의 회로 : 10 ÷ 24 ÷ 15 = 0.028A; 아래 표를 확인하십시오. Vf = 2.8V의 값에 해당하는 28mA, 우리는 저항 전압의 값을 계산했습니다 : 24V - 2.8V × 8 = 1.6V, 쓸모없는 전력의 저항에서 소비되는 저항 : 1.6V × 0.028 = 0.045W. 총 쓸모없는 전력으로 소비되는 모든 저항은 0.045 × 15 = 0.675W이며, 전력 비율에 따라 저항에서 소비됩니다: 0.675 ÷ 10 × 100% = 6.75%, 따라서 스트립의 발광 효율은 93.25%가 됩니다.

위의 두 세트의 계산에서 직렬로 연결된 8개의 LED가 직렬로 연결된 6개의 LED보다 효율이 더 높고 효율이 약 25% 증가했으며 다중 LED 시리즈 광 효율이 증가했음을 알 수 있습니다. 그러나 주목해야 할 문제, 즉 LED 스트립 전압 강하 문제를 고려해야 할 문제가 있습니다. 장거리 후 LED가 제대로 작동하기에 충분한 전압 마진이 있는지 확인하기 위해 작은 Vf 값으로 LED를 선택해야합니다. 또한 길이가 5m 인이 멀티 LED 시리즈를 사용하면 보완 전력을 늘리는 것이 가장 좋습니다. 그렇지 않으면 전류 제한 저항에 전압 마진이 없어져 스트립 백엔드의 밝기에 영향을 미칩니다.

에너지 절약, 긴 수명, 고휘도, 환경 보호 및 유연한 디자인 이점을 갖춘 고광도 LED 스트립 조명은 특히 사용자의 고효율, 미학 및 지속 가능성을 추구하는 데 적합한 현대 조명의 주류 선택이되었습니다.

시그니엘레드는 LED 스트립 조명의 발광 효율을 개선하기 위해 노력해 왔습니다. 128 LEDs/m은 고휘도 LED 스트립을 사용하는 고객을 위해 개발한 것입니다. 시중에서 판매되는 유사한 120lm/m에 비해 발광 효율이 180lm/w에 달하며, 현재 베스트셀러 제품 중 하나인 약 25%로 발광 효율이 효과적으로 개선되었습니다.

LED 스트립 조명은 어떻게 제조되나요?

LED 스트립 조명의 제조는 섬세한 공정이며, 전체 LED 스트립 조명 제조 공정을 이해하려면 LED 스트립 조명 제조 동영상을 시청하세요.

LED 스트립 조명의 LED의 적정 작동 온도는 얼마인가요?

일상적인 사용 시 LED 스트립 조명의 표면 온도는 뜨겁지 않은 수준(약 50℃ 이하)이 기준입니다. 온도가 너무 높으면 방열 조건의 문제를 해결하거나 사용 강도를 줄여야 합니다. 작동 온도가 40℃~60℃인 LED 스트립이 적합하며, 이 범위는 스트립의 내부 전자 부품 및 재료의 온도 저항에 따라 설정되어 스트립이 안정적으로 작동하고 우수한 조명 효과와 서비스 수명을 유지하도록 보장합니다.

온도에 영향을 미치는 요인 LED strip

전력 및 밝기: LED 스트립 조명의 전력과 밝기는 작동 온도에 직접적인 영향을 미칩니다. 전력이 높을수록 스트립의 밝기가 커지고 그에 따라 작업 시 발생하는 열이 증가합니다.

환경 사용LED 스트립 조명 환경의 사용도 온도에 영향을 미칩니다. 밀폐되거나 통풍이 잘 되지 않는 공간에서 스트립을 사용하면 열이 축적되어 온도가 상승할 수 있습니다.

설치: LED 스트립 조명의 설치 방법과 방열 시스템의 설계도 온도에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 합리적인 설치 및 배선은 스트립의 열 방출을 균일하게 보장하고 열 성능에 영향을 미치지 않도록 스트립의 과도한 구부러짐이나 접힘을 방지 할 수 있습니다.

과도한 온도는 빛의 감쇠를 가속화하고 LED 스트립의 수명을 단축시킵니다. LED 접합 온도(칩 온도)는 일반적으로 85℃ ~ 105℃(제조업체 사양에 따라 다름)를 초과하지 않으며, 온도가 높으면 빛의 감쇠가 가속화됩니다. LED의 수명은 일반적으로 온도와 관련이 있으며, 10℃마다 LED의 수명은 10%씩 감소할 수 있습니다. 따라서 온도를 합리적인 범위 내에서 제어하는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, 일부 LED 스트립에는 최대 60°C 또는 70°C로 표시되어 있지만 실제로는 안정성과 수명을 유지하기 위해 55°C를 초과하지 않는 것이 좋습니다.  

다음 차트는 참고용 LED 온도 및 수명 테스트 데이터 세트입니다:

LED 조명 스트립: 밀폐된 공간이나 고온의 환경에서는 사용을 피하세요. 실외에 설치하는 경우 주변 온도 변화도 고려해야 할 수 있습니다. 더 나은 방열 조치가 필요하며 알루미늄 프로파일 방열판과 함께 설치; 또한 LED 스트립 조명을 온도가 높은 가연성 물질 근처에 설치하면 안전 위험이 있을 수 있으므로 방열 및 설치 위치가 안전한지 확인해야 합니다.

램프 비드의 온도를 효과적으로 낮추려면 전원 설정이 합리적이어야 하며, 고출력 램프 비드의 작동 전류가 높으면 온도도 상승합니다. 따라서 램프 비드의 작동 전류는 가장 이상적인 30mA 이내로 엄격하게 제어됩니다. LED 스트립 위에 2OZ 두께의 구리를 선택하는 것 외에도 방열 효과도 강화됩니다.

요약

그리고 유연한 LED 스트립 생산 공정은 비교적 간단하지만 이러한 각 링크는 매우 중요하며 소비자 수요를 충족하기 위해 양질의 LED 스트립을 생산하기 위해서는 엄격한 생산 공정을 통해서만 엄격하게 제어해야합니다. LED 스트립 생산 공정의 정밀한 관리는 제품 핵심의 높은 신뢰성과 저비용 대량 생산을 달성하는 것이며, 이는 시장에서 기업의 경쟁력에 직접적인 영향을 미칩니다.