LED 센서등 수리

쓰레기를 버리러 갔다가 재활용품을 모아둔 곳에서 고장난 LED 센서등이 버려져있어서, 고장난 원인을 분석해볼 겸 주워왔다. 

주워온 고장난 LED 센서등이다. 외관을 천천히 살펴보니 LED 하나의 모양이 좀 이상했다. 

LED 하나가 알 수 없는 원인에 의해서 타버린 상태였다. 

LED들이 모두 직렬로 연결되어 있으므로 연결된 LED 중 하나라도 문제가 생기면 LED 전체가 점등되지 않는 현상이 발생하게 되는 구조이다. 

LED 와 병렬로 연결된 칩저항은 각각의 LED 에 균등한 전압이 걸리도록 해 주는 칩저항이다. 202 라고 써진 것으로 보아 20 * 10² 이므로 2k ohm 이 LED 와 병렬로 연결되어있다. 

칩저항도 손상된 상태였는데, 칩저항이 먼저 고장났는지, LED가 먼저 고장났는지는 알 수 없다. 

칩저항이 먼저 고장났다면(타버렸다면), 칩저항으로 흘러야 할 전류가 LED 로 흐르게 되므로 LED 에 정격전류보다 많은 전류가 흐르게 되고, LED 의 고장을 초래하게 된다. LED 가 고장나면서 전체 LED 가 점등되지 않는 현상이 발생한 것으로 추정할 수 있다. 

LED 가 먼저 고장났다면 LED 로 흘러야 할 전류가 칩저항으로 몰리게 되어 칩저항이 타버려서, 직렬로 연결된 LED 전체가 점등되지 않은 경우일수도 있다. 

어쨌든 고장난 LED 를 멀쩡한 LED 로 바꿔주거나, LED 1개의 부하에 알맞은 저항을 대신 삽입하는 방법으로 LED 센서등을 수리할 수 있을 것 같았다. 

직렬로 연결된 회로에서는 끊어진 부분에 전원 전압이 걸리게 되므로 확인을 위해서 LED 센서등을 동작시킨 다음, 고장난 LED 양단의 전압을 측정해 보았다. 

센서등에 전원을 가하고 동작할 수 있는 조건을 만들어주니 끊어진 LED 양단에 DC 196V 가 걸리는 것을 볼 수 있었다. 

멀티미터로 흐르는 전류로 인해서 나머지 LED 들도 약하게 빛나는 것을 볼 수 있다. 

똑같은 LED 가 없으므로 LED 를 떼어내고 저항을 연결하기로 했다. 납땜인두를 이용해서 고장난 LED 를 제거한다. 

LED 를 제거한 모습이다. 칩 LED 라서 온전하게 떼어내기는 어렵다. 

보유하고 있었던 1/4W 20 ohm 저항을 LED 대신 연결했다. 

센서등에 다시 전원을 가하니 나머지 LED 들이 잘 점등되는 것을 볼 수 있다. 저항에는 1.841V 가 걸린다. 

LED 하나당 3V 정도의 전압이 걸리는 것이 정상인데 1.841V 가 걸리는 것으로 보아, LED 대신 연결할 저항은 30 ohm 정도가 적당한 저항값인것 같다. 

20 ohm 의 저항에 1.841V 가 걸리므로 LED 로 흐르는 전류는 약 92mA 가 된다. 

따라서 LED 대신 연결한 저항에서는 0.092*1.841 = 0.169W 가 소모되고 있다. 1/4W 저항이므로 저항이 감당할 수 있는 전력이다. 

30 ohm 을 연결하게 되면.. 0.092*0.092*30 = 0.254W 이므로 1/4W 가 약간 넘는다. 따라서 30  ohm 저항을 연결하려면 1/2W 의 저항을 연결해야 한다는 결론이 나온다. 

나중에 1/2W 30 ohm 저항을 구해서 다시 작업을 해야겠다. 

온전하게 수리하지는 못했지만 그럭저럭 사용할 수 있는 센서등을 득템한 셈이 되었다. 

요즘 LED 조명이 널리 보급되고 있는데, 앞으로 이러한 고장을 마주칠 일이 많을 듯하므로, 1/2W 30 ohm 저항을 넉넉히 구매해놓으면 좋을 것 같다.