기존 LED 라인 조명의 경우 기성품인 LED bar를 사용하거나 간판용 3구 모듈이 대부분이고, 중국산 LED strip을 이용하는 경우가 가장 흔하게 제작하는 방식이었다.
또한 제품 간 연결을 하기 위해서는 일자 방식밖에 되지 않는 방식이 대부분이다 보니 AL profile 컷팅부분도 90도 끊기는 부분도 일반적인 방법으로 적용하고 있으며, 간혹 일부 업체가 45도 간 컷팅과 PCB 주문 제작한 방식으로 제작하는 경우가 있습니다. 이러한 불편함을 개선하기 위한 방법을 개선하고자 이러한 PCB 제품 있으면 좋겠다는 생각을 해보기 위해 PCB 설계 방식에 대한 부분을 작성하고자 합니다.
기본적인 PCB 설계 방법
라인 조명 제품의 경우 정전압 설계를 이용합니다. SMPS 제품도 정 전압과 정 전류가 있지만 정전압 제품이 가격이 조금 쌉니다. 정 전압설계는 LED 라인조명의 경우 기성품인 LED bar를 사용하거나 간판용 3구 모듈이 대부분이고, 중국산 LED strip을 이용하는 경우가 가장 흔하게 제작하는 방식이었다.
또한 제품 간 연결을 하기 위해서는 일자 방식밖에 되지 않는 방식이 대부분이다 보니 AL profile 컷팅부분도 90도 컷팅이 일반적인 방법으로 적용하고 있으며, 간혹 일부 업체가 45도 간 컷팅과 PCB 주문 제작한 방식으로 제작하는 경우가 있습니다. 이러한 불편함을 개선하기 위한 방법을 개선하고자 이러한 PCB 제품 있으면 좋겠다는 생각을 해보기 위해 PCB 설계 방식에 대한 부분을 작성하고자 합니다.
라인조명 제품의 경우 정전압 설계를 이용합니다. SMPS 제품도 정전압과 정전류가 있지만 정전압 제품이 가격이 조금 쌉니다. 정전압 정의는 아래 작성된 블로그를 확인 바랍니다.
https://naddeng1.tistory.com/561
LED Vf : 2.8V 제품, 직렬 구성 3개, 저항 2 or 1개 적용
수식 적용 : 2.8(v) x 3(개) = 8.4V, 칩당 전류는 50mA
8.4 x 0.05 = 0.42W
저항 값 계산 : (입력 전압 - LED 전압)/ LED 전류 = 저항 값
(12-8.4)/0.05 = 72, 저항의 단위는 옴으로 표
아래 이미지가 위에 수식의 계산값을 LED bar 형태로 형성되었을 경우이다.
이를 좀 더 복합적인 설계로 적용을 하게 된다면. 내가 원하는 PCB 설계 개념을 잡아보도록 하고자 한다.
몇가지 조건을 표로 만들어보았다.
| 설계 조건 | 설계 방안 |
| 양면에서 단면설계 검토 | 단면설계 적용 |
| 커넥터를 넣었을 때 PCB 사이즈 | 커넥터 : 연호 전자 2P 사용, 커넥터 제조사 변경 시 PCB 사이즈 변경 가능 |
| 기존 AL 프로파일 적용가능한 모델 | 폭 30mm 제품, 높이 30mm 이상 프로파일 가능, 예)PS-3535 |
| c.f) 45도 컷팅 사용 가능한 PCB | 45도 미적용시 PCB 사이즈 조절 가능 |
표중에 가장 핵심 포인트로는 45도 컷팅이 가능한 설계 구조이다.
며칠간의 고민 끝에 이를 해결하는 방법을 생각 해보았다.
1차 PCB 45도를 만들기 위해서 기본 설계를 캐드화 시켜보았다.
제품 사양으로는 출력 전압 24V 제품 LED 컷팅별 구성은 가로 x 세로 = 30 x 30 (mm)로 구성
전체 길이 500mm(이렇게 PCB 길이 부분은 추가 SMT 설비 내용에서 다루겠습니다.)
등기구의 적용 높이는 30mm 이상 LED 라인조명에서 사용하는 방식으로 설계
소비번력: 500mm bar 기준 12.5W, 17W 실내 조명 급 수준으로 적용 설계 구성
이를 추가적으로 보완하기 위해서 2차 디자인에 대한 생각을 넣어 보았다.
아래 그림은 1차 디자인에 대한 보완 부분이다 왼쪽 끝부분 쪽보드 적용, 커넥터 사용 하여 납땜 최소화
오른쪽 중앙부 2개 구멍은 수직 커넥터를 이용하여 다양한 설치 적용
이 제품에 대한 AL 프로파일 제품 적용시 빛이 나오게 되는 부분을 렌더링을 돌려보았다.
45도 컷팅에 대한 이미지도 함께 렌더링을 해보았다.여기서 중요한 포인트로 45도 컷팅 후 빗각에 대한 LED 2개의 포인트
미점등부분이다. 이를 개선하기 위해서 jumper wire를 연결하는 것을 발견하였다.
이렇게 납땜을 연결 시 빛의 끊어짐없이 프로파일도 45도 컷팅해주면서 PCB도 함께 사용할 수 있는 제품을 만들 수 있는것을 알아보았다.
다양한 LED PCB 제품 설계가 이루어져 다양한 LED 라인조명 제품이 출시되었으면 한다.