Laditeľné LED moduly založené na CSP-COB
Abstrakt: Výskum naznačil, že korelácia medzi farbou svetelných zdrojov a ľudským cirkadiánnym cyklom. Vyladenie environmentálnych potrieb sa stalo stále dôležitejším vo vysoko kvalitných aplikáciách osvetlenia. Perfektné spektrum svetla by malo vykazovať vlastnosti najbližšie k slnečnému žiareniu s vysokým CRI, ale ideálne je ideálne naladené na ľudskú citlivosť. Svetlo ľudského centra (HCL) sa musí skonštruovať podľa zmeny prostredia, ako sú viacúčelové zariadenia, triedy ， zdravotná starostlivosť ， a vytvára prostredie a estetiku. Moduly laditeľných LED boli vyvinuté kombináciou technológie balíkov ChIP Scale (CSP) a ChIP na palube (COB). CSP sú integrované na doske COB, aby sa dosiahla vysoká hustota energie a farebná uniformita ， a zároveň pridáva novú funkciu laditeľnosti farieb. Výsledný zdroj svetla môže byť nepretržite vyladený z jasného, chladnejšieho osvetlenia počas dňa, aby sa večer stmievalo ， teplejšie osvetlenie, večerné osvetlenie Tento dokument podrobne popisuje návrh, proces a výkon modulov LED a jeho aplikáciu v teplom stmievaní LED DOUGH A LIGHT a závesného svetla.
Kľúčové slová:HCL, cirkadiánne rytmy, laditeľné LED, duálne CCT, teplé stmievanie, CRI
Zavedenie
LED, ako vieme, je už viac ako 50 rokov. Nedávny vývoj bielych LED diódy je to, čo ho prinieslo do očí verejnosti ako náhrada za iné zdroje bieleho svetla Nová flexibilita dizajnu pre digitalizáciu a ladenie farieb. Existujú dva primárne spôsoby, ako produkovať biele diódy emitujúce svetlo (WLED), ktoré generujú biele svetlo s vysokou intenzitou. Jedným z nich je použitie jednotlivých LED diód, ktoré emitujú tri primárne primárne Farby-vyradené, zelené a modré-a potom zmiešajte tri farby, aby vytvorili biele svetlo. Ostatné je použitie fosforových materiálov na premenu monochromatického modrého alebo fialového LED svetla na širokospektrálne biele svetlo Žiarové práce je dôležité si uvedomiť, že „belosť vyrobené svetlo je v podstate skonštruované tak, aby vyhovovalo ľudskému oku ， a v závislosti od situácie nemusí byť vždy vhodné myslieť si na neho ako na biele svetlo.
Smart Lighting je v súčasnosti kľúčovou oblasťou v inteligentnej budove a inteligentnom meste. Rastúci počet výrobcov sa zúčastňuje na navrhovaní a inštalácii inteligentných osvetlení nových konštrukcií. ， Ako je KNX) bacnetp ', dali ， Zigbee-Zhazba' ， plc-lonworks atď. Iné (tj, nízka kompatibilita a rozšíriteľnosť).
LED svietidlá so schopnosťou dodávať rôzne svetlé farby boli na trhu s architektonickým osvetlením od prvých dní osvetlenia v pevnom stave (SSL). Aj keď osvetlenie laditeľného farebného osvetlenia zostáva prebiehajúcou prácou a vyžaduje určité množstvo domácich úloh Špecifikátor Ak má byť inštalácia úspešná. V LED svietidlách existujú tri základné kategórie typov farebnýchladov: biele ladenie, stmaví na teplú a plnú farbu. Ostatné protokoly ， a sú tvrdé k budovaniu sily. V prípade týchto možností LED poskytuje možné riešenia na zmenu farby alebo CCT na splnenie ľudských cirkadiánnych rytmov.
Cirkadiánne rytmy
Rastliny a zvieratá vykazujú vzorce behaviorálnych a fyziologických zmien počas približne 24-hodinového cyklu, ktorý sa opakuje v nasledujúcich dňoch-to sú cirkadiánne rytmy. Kircadiánske rytmy sú ovplyvňované exogénnymi a endogénnymi rytmami.
Cirkadiánny rytmus je riadený melatonínom, ktorý je jedným z hlavných hormónov produkovaných v mozgu. A indukuje tiež ospalosť. Receptory melanopsínu nastavujú cirkadiánnu fázu s modrým svetlom po odstavení výroby melatonínu “. Expozícia na rovnaké modré vlnové dĺžky svetla vo večerných hodinách zasahuje do spánku a narušuje cirkadiánny rytmus. plne vstup do rôznych fáz spánku ，, čo je pre človeka kritickým restoratívnym časom Body.
O biologických rytmoch u ľudí sa dá merať niekoľkými spôsobmi, zvyčajne, cyklus spánku/prebudenia, telesná teplota jadra, melatoninconcentrácia, koncentrácia kortizolu a koncentrácia alfa amylázy8. ale svetlo je primárny synchronizátory cirkadiánnych rytmov do miestnej polohy na Zem Intenzita svetla ， distribúcia spektra, načasovanie a trvanie môže ovplyvniť ľudský cirkadiánny systém. To ovplyvňuje denné vnútorné hodiny tiež. Čas vystavenia svetla môže buď postupovať alebo oneskoriť vinné hodiny “. Cirkadiánne rytmy ovplyvnia výkon a pohodlie človeka atď. do 555 nm (zelená oblasť). laditeľné LED diódy s integrovaným systémom snímania a riadenia môžu byť vyvinuté tak, aby splnili také vysoko výkonné požiadavky na zdravé osvetlenie.
Obr.1 Svetlo má duálny účinok na 24-hodinový profil melatonínu, akútny účinok a efekt posunu fázy.
Dizajn
Keď upravíte jas konvenčného halogénu
lampa, farba sa zmení. Konvenčná LED však nie je schopná vyladiť teplotu farieb pri výmene jasu ， emulovať rovnakú zmenu určitého konvenčného osvetlenia. V predchádzajúcich dňoch bude veľa žiaroviek používať LED s rôznymi LED diódami CCT kombinovanými na doske PCB
Zmeňte farbu osvetlenia zmenou hnacieho prúdu. Na ovládanie CCT potrebuje konštrukciu zložitého obvodového svetla modulu, čo nie je ľahká úloha pre výrobcu svietidiel. Rovnako ako osvetľovací dizajn ， kompaktné svietidlo, ako sú bodové svetlá a svetlá dole, volania do veľkosti, vysoká hustota LED moduly, aby Spĺňajú ladenie farieb a kompaktné požiadavky na zdroj svetla, na trhu sa objavujú laditeľné farebné klasy.
Existujú tri základné štruktúry typov ladenia farieb, prvé, používajú teplé CCT CSP a Cool CCT CSP Bonding na doske PCB priamo ilustrované na obrázku 2. Druhý typ laditeľný COB s LES naplnenými viacerými pruhmi rôznych CCT fosforu silikóny zobrazené na obrázku
3. Into práca, tretí prístup sa používa zmiešaním teplého CCT CSP Ledswith Blue Flip-Chips a úzko spájkovačom pripevnenou na substráte. Potom je vydaná biela reflexná silikónová priehrada na obklopenie teplom bielych CSP a modrých flip-chips.Finally , je vyplnený fosforom obsahovaným kremíkom a dokončite dvojfarebný koborový modul, ako je to znázornené na obr.
Fig.4 Warm Color CSP a Blue Flip Chip COB (štruktúra 3- Shineon Development)
V porovnaní so štruktúrou 3 má štruktúra 1 tri nevýhody:
(A) Miešanie farieb medzi rôznymi zdrojmi CSP svetla v rôznych CCT nie je jednotné v dôsledku segregácie silikónu fosforu spôsobeného čipmi zdrojov svetla CSP;
b) zdroj svetla CSP je ľahko poškodený fyzickým dotykom;
c) medzera každého zdroja svetla CSP sa ľahko zachytáva prachom, ktorý spôsobí zníženie lúmenu COB;
Structure2 má tiež svoje nevýhody:
a) ťažkosti s riadením výrobného procesu a kontrole CIE;
(B) Miešanie farieb medzi rôznymi sekciami CCT nie je jednotné, najmä pre vzor v teréne.
Obrázok 5 porovnáva MR 16 žiaroviek postavených so zdrojom svetla štruktúry 3 (vľavo) a štruktúrou 1 (vpravo). Z obrázku nájdeme štruktúru 1, ktorá má svetlý odtieň v strede emitingovej oblasti, zatiaľ čo distribúcia intenzity intenzity tholuminácie štruktúry 3 je rovnomernejšie.
Žiadosti
V našom prístupe pomocou štruktúry 3 existujú dva rôzne vzory obvodov pre ladenie svetla a ladenie jasu. V jednosmernom obvode, ktorý má jednoduchú požiadavku vodiča, sú paralelne pripojené biely reťazec CSP a modrý reťazec svilníkov. S odporom je hnacím prúdom rozdelený medzi CSP a modré čipy, ktoré majú za následok zmenu farby a jasu. Podrobné výsledky ladenia sú uvedené v tabuľke 1 a na obrázku 6. Krivka ladenia farebnej ladenia jednokanálových obvodov znázornených na obrázku 7. CCT zvyšuje hnací prúd. Uvedomili sme si dve ladiace správanie s jedným emulujúcim konvenčným halogénovým bulandom ďalšie lineárnejšie ladenie. Radia laditeľný rozsah CCT je od 1800 000 do 3 000 K.
Tabuľka1. Tok a zmena CCT s hnacím prúdom storočia s jedným kanálom COB Model 12SA
Ladenie obr.7CCT spolu s krivkou čiernych telies s hnacím prúdom v jednoscinalciture riadenom COB (7A) a oboma
Správanie ladenia s relatívnou jasnosťou vo vzťahu k halogénovej žiarovke (7b)
Druhý dizajn používa dvojkanálový obvod, v ktorom je usporiadanie laditeľného CCT širšie ako single-kanál Vedenie dvoch obvodov na požadovanej úrovni prúdu a pomeru. Môže byť naladený od 3000 000 do 5700 kilku znázornených na obrázku 8 SHINEON DUALE-Kannel COB Model 20DA.Table 2 Uvedený podrobný výsledok ladenia, ktorý môže dôkladne simulovať zmenu denného svetla od rána na večer. Obvody ， Tento laditeľný zdroj svetla zvyšuje počas dňa vystavenie modrému svetlu a počas noci znižuje vystavenie modrému svetlu ， propagácia pohody ľudí a ľudského výkonu, ako aj funkcie inteligentného osvetlenia.
Zhrnutie
Laditeľné LED moduly boli vyvinuté kombináciou
Technológia balíkov škály (CSP) a ChIP na palube (COB). CSPSAnd Blue Flip Chip sú integrované na doske COB, aby sa dosiahla vysoká hustota energie a farebná uniformita, duálna kanálová štruktúra sa používa na dosiahnutie širšieho ladenia CCT v aplikáciách, ako je komerčné osvetlenie. Jednokanálová štruktúra sa používa na dosiahnutie funkcie dimom-teplá emulujúce halogénovú lampu v aplikáciách ako Home and Hospitality.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 02017 IEEE
Potvrdenie
Autori by chceli oceniť financovanie z národného kľúčového výskumu a rozvoja
Čínsky program (č. 2016YFB0403900). Okrem toho podpora kolegov v Shineon (Peking)
Technology Co, je tiež vďačne uznávaná.
Odkazy
[1] Han, N., Wu, Y.-H. a Tang, y, „Výskum zariadenia KNX
Uzol a vývoj založený na module rozhrania zbernice “, 29. čínska konferencia o kontrole (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. a Hong, SH, „Nový návrh systému riadenia siete pre BACNET a jeho referenčný model“, 8. medzinárodná konferencia IEEE o priemyselnej informatike (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. a Klau GW, „Dalix: optimálne zarovnanie proteínovej štruktúry Dali“, IEEE/ACM transakcie na výpočtovej biológii a bioinformatike, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. a Steen Haut, K.,
„Koexistencia s WiFi pre produkt domácej automatizácie Zigbee“ ， IEEE 19. sympózium o komunikácii a technológii vozidla v Beneluxe (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX a Huang, YW, „Automatický systém čítania meračov založený na komunikácii Lonworks“, Medzinárodná konferencia o technológiách a inováciách (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, Ev, Gonzalez, EW, a kol., „Automatické ladenie denného svetla s LED: trvalo udržateľné osvetlenie pre zdravie a pohodu“, Zborník z jarnej výskumnej konferencie ARCC v roku 2013, Mar, 2013
[7] Biela kniha osvetľovania vedy, „osvetlenie: cesta k zdraviu a produktivite“, 25. apríla 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, a kol., „Predbežné dôkazy o zmene spektrálnej citlivosti cirkadiánneho systému v noci“, Journal of Circadian Rhythms 3:14. Február 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, “
Simulácie: Výpočtové cirkadiánne svetlo “, 14. konferencia medzinárodnej asociácie simulácie výkonnosti budov, Hyderabad, India, december 2015.