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ETRI, MIT 기술 기반 LED 고도화
ETRI, MIT 기술 기반 LED 고도화
  • 차종환 기자
  • 승인 2016.06.21 10:40
  • 댓글 0
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광효율 14%↑·구동보드 소형화 실현
▲ ETRI 김현탁 박사가 MIT기술을 활용해 형광등 호환형 LED 램프 시연을 하고 있는 모습.

국내 연구진이 기존 형광등을 발광다이오드(LED) 램프로 전환하는 구동보드에 혁신적인 소자를 사용, 고효율 및 소형화에 성공했다. 이로써 보드의 생산단가를 크게 낮춰 관련 조명시장의 패러다임이 바뀔 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2005년 규명한 바 있는 금속절연체전이(MIT) 현상으로 스위칭 기술을 활용, 기존 형광등 호환형 LED 구동보드 보다 훨씬 단순하고 광효율이 높은 LED 구동보드를 개발했다고 21일 밝혔다.

ETRI는 본 기술의 특징으로 MIT소자를 사용해 광효율이 기존 상용제품 대비 14% 이상 상승했을 뿐 아니라 LED 램프 구동보드의 소형화 및 단순화가 가능해졌다고 밝혔다. 이에 따라 생산원가의 획기적인 절감이 가능할 것으로 보인다.

아울러 기존 상용제품 구동보드 길이가 약 30cm에 달하고 부품수도 트랜지스터 등 약 50여개나 됐는데 MIT기술을 활용한 시험용 구동보드는 최소 3cm길이에 부품 수는 MIT 트랜지스터 등 8개에 불과하다. 이에 따라 구형이나 LED 램프의 모양 응용도 가능케 됐다.

이젠 LED 램프에 구동보드가 일체형으로 개발, 보급되고 있는 상황에서 ETRI의 기술개발로 보다 저렴한 가격으로 고효율 소형 구동보드를 갖는 LED 램프의 보급 확산이 가능케 되는 길을 열게 됐다.

ETRI는 구동보드에 들어가는 핵심기술이 20~60㎑로 고속 스위칭이 가능한 MIT 트랜지스터 스위칭 기술(NDR 스위칭)이라고 밝혔다. 기존 김현탁 박사가 개발한 바 있는 이산화바나듐(VO2)으로 만든 소자와 실리콘 기반 소자를 합쳐 하나의 칩으로 만들었다는 설명이다.

이번 MIT LED 램프의 개발은 실리콘 반도체 소자에서 MIT 현상을 일으키는 원리를 지난 2013년 논문에서 최초 발표 후 연구하고, 실용화가 가능한 응용제품으로 만든 것에 큰 의미가 있다고 ETRI는 밝혔다.

연구진은 본 기술관련 핵심특허 2건을 출원했다. 전류가 일정하게 흐르게 하는 ‘정전류 회로기술’과 ‘음의 미분저항인 NDR MIT기술’로, ‘NDR MIT 기술’이란 일정한 전류에서 MIT 현상이 일어날 때 저항감소로 전압이 작아지는 현상을 말한다. 본 기술은 5개국에 특허출원해 현재 미국, 일본에 등록 완료됐다.

ETRI 김현탁 박사는 MIT 기술을 활용해 화재감지기를 비롯, 전자개폐기 및 차단기를 개발, 상용화를 진행 중이다. 두 기술이 MIT 현상의 지속적 현상을 이용했다면 이번 기술은 MIT의 고속 스위칭 성능을 이용한 셈이다.

본 연구에 사용되는 스위칭 안정기를 포함하는 스위칭용 소자에서 시스템까지 세계 시장규모는 오는 2020년 약 237조2000억 원으로 보고되고 있으며 글로벌 LED 조명시장도 약 102조 원 정도로 예측되고 있다.
 


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