국내 조명 산업의 대형 프로젝트인 ‘초고주파 신광원 개발 사업(3개년)’이 막바지에 접어들면서 성과에 세간의 관심이 쏠리고 있다.

초고주파 개발 사업은 산업자원부가 정보통신부의 지원하에 조명기술연구소(소장 박철순)를 중심으로 LG전자를 비롯해 태원전기산업, 세종대학교, 원광대학교 등 산·학·연 14개 단체, 총 92억원의 사업비와 연평균 100여명의 전문 연구 인력이 참여하고 있다.

오는 11월 완료를 앞두고 있는 이번 사업은 크게 300W급 초고주파(마이크로파) 방전을 이용한 혁신적인 고효율 광원시스템의 개발과 초고주파 방전에 의한 100W급 고집적, 비형광 광원 시스템 및 관련 고아전송 및 분광 기술을 개발, 초고주파 신광원시스템의 평가 및 규격화(안)을 개발하는데 있다.

박철순 연수소장은 현재 각 분야별 참여기관들이 시제품을 제작하고 있으며 연구소는 KS규격 초안을 완료한 상태라고 설명했으며 시제품이 완료되는 데로 규격에 반영해 골격을 갖춰나갈 것이라고 전했다.

그는 또 “이번 사업으로 인해 개발되는 제품 등 신기술은 적용 분야가 광범위해 실용적이며 선진 외국 제품에 비해 성능이 우수해 수입 대체 효과도 누릴 수 있으며 지속적인 성능개선을 통한 해외 기술 이전이나 수출도 기대된다”고 피력했다.

다음은 각 참여기관별 최종목표와 전망.

■ 한국조명기술연구소
연구소는 이번 사업의 주관기관으로써 전 분야를 총괄하고 있으며 300W급 초고주파(마이크로파)방전 신광원 시스템 평가 및 규격(안)을 개발하고 초고주파 방전에 의한 100W급 고집적, 비형광 광원 시스템 평가 및 규격(안)을 제정해 제품 보급 확산에 기여할 방침이다.

세부적으로는 각 부문별로 전압, 전류, 전력 특성 및 소음, 전력변동 동작, 마그네트론 효율 및 출력, EMI 관련, 기본파 누설, 재점등시간, 초기 점등시간, 반사갓 내구온도, 광속, 휘도, 배광특성, 시스템 열해석, 시뮬레이션 분석, 광학적 특성 DB 등 24개 항목별 평가(안)을 정립할 예정이다.

아울러 IEC60598, IEC60335, UL, CE, 안전인증에 부합하는 표준화 및 규격화를 제안하고 CISPR11, CISPR15에 부합하는 EMC규격의 표준화를 제안, 초고주파 신광원 시스템의 범용화를 위해 주력할 예정이다.

연구소는 이와 함께 이번 과제 완료시 즉각적인 실용화가 이루어질 것으로 기대하고 있으며 5년 이내 기존 조명을 대체 또는 신규 발생으로 인해 내수 시장의 창출규모를 약 3000억원 수준에 이를 것으로 전망하고 있다.

■ LG전자
크게 ▲광원시스템 개발부문 ▲초고주파 및 마이크로웨이브 방전에 의한 분자 증기 광원 개발 ▲초고주파 방전에 의한 분자 증기 광원 개발 ▲전원 장치 ▲마이크로웨이브 응용 도파관 및 공동공진기 설계기술 ▲신광원시스템용 300W급 마그네트론 ▲300W급 신광원용 신냉각 시스템 ▲300W급 신광원 시스템 ▲광전송 및 확산 응용 상용화 기술 개발로 분류된다.

광원 부문에서는 광변환 효율 및 연색성, 광대역 파장, 수명 마그네트론효율, 구조, 조광기능 등 일정 값 달성을 목표로 하고 있으며 전원장치 부문은 300W급 마그네트론 구동용 시위칭 전원회로 기술, 고효율 역율 보상회로 설계 기술, 초소형 경량 누설 고압 트랜스포머 설계 및 제작기술, 전파정류 인버터용 고압 트랜스포머 설계 및 제작 기술 확보다.

LG전자는 신광원시스템용 300W급 마그네트론 개발은 고효율 장수명의 캐소드 설계 및 제작기술, 노이즈차폐 최소화 필터회로 설계기술, 신냉각 시스템 적용의 양극 공진기 설계기술, 인버터용 입력 필터회로 및 음극재료 기술 개발 등이다.

특히 300W급 신광원 시스템 개발에서 내열 및 내 화학 특성의 공동공진 Cavity Mesh 설계 및 제작기술 개발을 완료하고 고효율, 고반사, 내열특성의 반사갓 재료 및 표면처리 기술, 마이크로웨이브 누설 검지 및 광센싱 콘트롤 기술을 최종 목표로 삼고 있다.

이를 응용한 상용화 기술 개발 부문도 완성하기 위해 LG전자는 신광원시스템 응용 경관조명용 조명기구 기술개발 및 파이프 라이팅 시스템 응용기술을 개발하고 광확산 응용 투광 조명기구 설계기술, 신광원 적용 태양광 집속 가로등 응용기술 개발 등을 이미 완료 또는 추진 중이다.

LG전자는 이와 함께 상용화 계획으로 해당 사업부를 신설해 운영 중이며 기술을 지원하는 별도의 연구소를 운영할 방침이다.

또한 회사내의 신사업 및 신상품 개발 프로그램에 의한 인원 보강과 더불어 광범위한 투자를 진행중이다.

■ 태원전기산업
이번 사업에서 100W급 개발 부문에 참여하고 있는 태원은 광원시스템 부문에서 2-원자 및 다-원자 분자 증기로 직접 발광이나 비형광 및 무수은 광원물질을 이용해 광변환 효율(lm/W)을 90이상 유지하고 연색지수(Ra)를 95이상 유지하는 것을 목표로 하고 있다.

6만시간 이상 수명을 유지하는 장수명과 광출력 30～100%까지 조절이 가능한 디밍 기능을 첨가해 개발을 완료할 예정이다.

또 광전송 및 분산효율, 광분산 균일도를 각각 95%이상 유지하고 일반 조명, 프로젝션 디스플레이용 모사기술 개발에 열을 올리고있다.

플라즈마 광원 DB구축에도 힘써 초고주파 플라즈마 방전 메카니즘 연구 등 분석 기술에 대한 기반을 조성한다.

태원은 이번 과제 종료 후 향우 2년간 독립적 생산시설을 구축해 오는 2006년부터 제품 상용화에 박차를 가할 예정이다.
/장효진 기자
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