[방송기술저널 이진범 기자] 국내 연구진이 기존 형광등을 발광다이오드(LED) 램프로 전환하는 구동 보드에 혁신적인 소자를 사용, 고효율 및 소형화에 성공했다. 이로써 보드의 생산 단가를 크게 낮춰 관련 조명 시장의 패러다임이 바뀔 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2005년 규명한 바 있는 금속 절연체 전이(MIT) 현상으로 스위칭 기술을 활용, 기존 형광등 호환형 LED 구동 보드 보다 훨씬 단순하고 광효율이 높은 LED 구동 보드를 개발했다고 6월 21일 밝혔다.
ETRI는 본 기술의 특징으로 MIT 소자를 사용해 광효율이 기존 상용 제품 대비 14% 이상 상승했을 뿐 아니라 LED 램프 구동 보드의 소형화 및 단순화가 가능해졌다. 이에 따라 생산 원가의 획기적인 절감이 가능할 것으로 보인다.
아울러 기존 상용 제품 구동 보드 길이가 약 30cm에 달하고 부품 수도 트랜지스터 등 약 50여개나 됐는데 MIT기술을 활용한 시험용 구동 보드는 최소 3cm 길이에 부품 수는 MIT 트랜지스터 등 8개에 불과하다. 이에 따라 구(球)형이나 LED 램프의 모양 응용도 가능케 됐다.
LED 램프에 구동 보드가 일체형으로 개발‧보급되고 있는 상황에서 ETRI의 기술 개발로 보다 저렴한 가격으로 고효율 소형 구동 보드를 갖는 LED 램프의 보급 확산이 가능케 된 것이다.
ETRI는 구동 보드에 들어가는 핵심 기술이 20~60KHz로 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 만들었다고 연구진은 설명했다.
ETRI는 “이번 MIT LED 램프의 개발은 실리콘 반도체 소자에서 MIT 현상을 일으키는 원리를 지난 2013년 논문에서 최초 발표 후 연구하고, 실용화가 가능한 응용 제품으로 만든 것에 큰 의미가 있다”고 설명했다.
또한 연구진은 본 기술 관련 핵심 특허 2건을 출원했다고 밝혔다. 핵심 특허은 전류가 일정하게 흐르게 하는 ‘정전류 회로기술’과 ‘음의 미분저항인 NDR MIT 기술’이다. NDR MIT 기술이란 일정한 전류에서 MIT 현상이 일어날 때 저항 감소로 전압이 작아지는 현상을 말한다. 본 기술은 5개국에 특허 출원해 현재 미국, 일본에 등록이 완료된 상황이다.
