LED & 조명 계산기

LED 전류 제한 저항 계산

LED 회로도

공급 전압 Vs (V)

LED 순방향 전압 Vf (V)

빨강: 1.8~2.2V, 노랑/초록: 2.0~3.5V, 파랑/흰색: 3.0~3.7V

LED 순방향 전류 If (mA)

일반 LED: 20mA, 고출력 LED: 350mA~1A

계산 결과

제한 저항값

435 Ω

표준 저항값

470 Ω

저항 소모 전력

174 mW

실제 LED 전류

18.5 mA

전압 분배 차트

LED 직렬/병렬 연결 계산

연결 방식 선택

연결도

공급 전압 (V)

LED 개수

LED 순방향 전압 (V)

LED 정격 전류 (mA)

연결 결과

필요한 저항

765 Ω

총 전류

20 mA

총 소모 전력

480 mW

효율성

68.8%

전력 분석 차트

LED 조명 설계 계산

조명 기본 개념

광속 (lm)

총 광량

조도 (lx)

면적당 광속

광효율 (lm/W)

전력당 광속

조명 면적 (m²)

목표 조도 (lx)

거실: 150lx, 사무실: 300lx, 작업공간: 500lx, 정밀작업: 1000lx

LED 광효율 (lm/W)

일반 LED: 80-100lm/W, 고효율 LED: 120-200lm/W

이용계수 (%)

천장 직부: 85%, 매립형: 75%, 펜던트: 70%

설계 결과

필요 총 광속

7500 lm

필요 전력

75 W

권장 LED 개수

15 개

월간 전기요금

5,400 원

조도 분포 시뮬레이션

LED 수명 예측 계산

수명 영향 요소

온도 상승

10°C ↑ → 수명 50% ↓

과전류

정격 초과 → 급속 노화

품질

칩/패키지 등급

사용 패턴

ON/OFF 빈도

동작 온도 (°C)

접합부 온도 기준 (Tj). 실온보다 20-40°C 높음

동작 전류 (mA)

정격 전류 (mA)

일일 사용 시간 (시간)

LED 품질 등급

수명 예측 결과

L70 수명 (광속 70%)

25,000 시간

실사용 년수

8.6 년

수명 저하 요인

온도 (주요)

권장 교체 주기

7.5 년

수명 곡선

LED 조명 이론 및 공식

전류 제한 저항

R = (Vs - Vf) / If

P = (Vs - Vf)² / R (저항 소모전력)

Vs: 공급전압, Vf: LED 순방향전압, If: 순방향전류

저항값은 표준값(E12/E24)으로 선정

조명 설계

E = Φ / A (조도 = 광속 / 면적)

Φ = E × A / U (필요광속)

η = Φ / P (광효율 = 광속 / 전력)

E: 조도(lx), Φ: 광속(lm), U: 이용계수

직렬/병렬 연결

직렬: R = (Vs - n×Vf) / If

병렬: 각 브랜치마다 개별 저항

직렬: 전류 일정, 전압 분배

병렬: 전압 일정, 전류 분배

수명 예측

L70 = L0 × (If/If0)^-n × exp(Ea/k(1/T-1/T0))

온도 10°C 상승 → 수명 50% 감소

과전류 운전 → 지수적 수명 단축

L70: 70% 광속까지의 수명

LED 설계 실무 가이드

설계 주의사항

• LED 순방향 전압은 온도에 따라 변화 (-2mV/°C)
• 과전류 방지: 정격 전류의 90% 이하 권장
• 열 설계: 접합부 온도 80°C 이하 유지
• ESD 보호: 정전기 방지 조치 필수

효율성 향상 팁

• 스위칭 전원(SMPS) 사용으로 효율 개선
• PWM 디밍으로 전력 절약 및 수명 연장
• 고효율 LED 선택 (120lm/W 이상)
• 방열판 설계로 온도 관리

모빌리티 적용

• 차량용 LED: 12V/24V 배터리 대응
• 진동/충격 내성 패키지 선택
• CAN 통신 연동 스마트 조명
• EMC 규격 준수 (CISPR 25)

경제성 고려

• 초기비용 vs 전력비용 TCO 분석
• 수명 연장으로 교체비용 절감
• 에너지 효율 등급 고려
• 대량 구매시 단가 절감 효과