Συντονισμένες μονάδες LED που βασίζονται στο CSP-COB
Περίληψη: Η έρευνα έχει δείξει ότι η συσχέτιση μεταξύ του χρώματος των πηγών φωτός και του ανθρώπινου κιρκαδικού κύκλου. Ο συντονισμός των περιβαλλοντικών αναγκών έχει γίνει όλο και πιο σημαντική στις εφαρμογές φωτισμού υψηλής ποιότητας. συντονισμένη με την ανθρώπινη ευαισθησία. Ένα ανθρώπινο κεντρικό φως (HCL) πρέπει να κατασκευαστεί σύμφωνα με το περιβάλλον αλλαγής, όπως εγκαταστάσεις πολλαπλών χρήσεων, αίθουσες διδασκαλίας, υγειονομική περίθαλψη, και για να δημιουργήσει ατμόσφαιρα και αισθητική. Οι συντονισμένες μονάδες LED αναπτύχθηκαν συνδυάζοντας πακέτα κλίμακας τσιπ (CSP) και τεχνολογία ChIP στην (COB). Τα CSP είναι ενσωματωμένα σε μια πλακέτα COB για να επιτευχθεί η πυκνότητα υψηλής ισχύος και η ομοιομορφία χρώματος, ενώ προσθέτοντας νέα συνάρτηση της χρωστικής ρύθμισης. Η προκύπτουσα πηγή φωτός μπορεί να συντονιστεί συνεχώς από το φωτεινό, πιο δροσερό φωτισμό κατά τη διάρκεια της ημέρας για να dimmer, θερμότερο φωτισμό το βράδυ, Το παρόν έγγραφο περιγράφει λεπτομερώς το σχεδιασμό, τη διαδικασία και την απόδοση των μονάδων LED και την εφαρμογή του σε θερμό-αποχρωματισμό LED κάτω από το φως και το κρεμαστό φως.
Λέξεις -κλειδιά:HCL, κιρκαδικοί ρυθμοί, συντονισμένη λυχνία LED, Dual CCT, Warm Dimming, CRI
Εισαγωγή
Το LED όπως γνωρίζουμε ότι έχει περάσει εδώ και πάνω από 50 χρόνια. Η πρόσφατη εξέλιξη των λευκών LED είναι αυτό που το έφερε στο δημόσιο μάτι ως αντικαταστάτη για άλλες πηγές λευκού φωτός. Νέα ευελιξία σχεδιασμού για ψηφιοποίηση και συντονισμό χρωμάτων. Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι παραγωγής λευκών εκπομπών φωτός (Wleds) που δημιουργούν λευκό φως υψηλής έντασης. Τρία πρωτογενή χρώματα-κόκκινα, πράσινα και μπλε-και στη συνέχεια αναμίξτε τρία χρώματα για να σχηματίσουν λευκό φως. Το άλλο είναι να χρησιμοποιήσετε υλικά φωσφόρ φθορίζουσα λάμπα που εργάζονται. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η «λευκότητα του παραγόμενου φωτός είναι ουσιαστικά σχεδιασμένο για να ταιριάζει στο ανθρώπινο μάτι, και ανάλογα με την κατάσταση μπορεί να μην είναι πάντα σκόπιμο να το σκεφτείς ως λευκό φως.
Ο έξυπνος φωτισμός είναι ένας βασικός χώρος στο έξυπνο κτίριο και στο Smart City. , Όπως το kNX) bacnetp ', dali, zigbee-zhazba', plc-lonworks, κλπ. Ένα κρίσιμο πρόβλημα σε όλα αυτά τα προϊόντα είναι ότι δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους (δηλαδή, χαμηλή συμβατότητα και ευελιξία).
Τα φωτιστικά LED με την ικανότητα να παραδίδουν διαφορετικό ελαφρύ χρώμα βρίσκονται στην αγορά αρχιτεκτονικού φωτισμού από τις πρώτες ημέρες του φωτισμού στερεάς κατάστασης (SSL). Αν και ο φωτισμός με έγχρωμη βάση παραμένει σε εξέλιξη και απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα εργασίας από το Ο προσδιοριστής εάν η εγκατάσταση είναι επιτυχής. Υπάρχουν τρεις βασικές κατηγορίες τύπων ρύθμισης χρωμάτων σε φωτιστικά LED: λευκό συντονισμό, dim-to-harm και πλήρους χρωματισμού. Όλες οι τρεις κατηγορίες μπορούν να ελεγχθούν από έναν ασύρματο πομπό που χρησιμοποιεί το ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth ή άλλα πρωτόκολλα, και είναι σκληρά για την οικοδόμηση εξουσίας. Επειδή αυτών των επιλογών, η LED παρέχει πιθανές λύσεις για να αλλάξουν το χρώμα ή το CCT για να καλύψουν τους ανθρώπινους κιρκαδικούς ρυθμούς.
Κιρκαδικός ρυθμός
Τα φυτά και τα ζώα παρουσιάζουν πρότυπα συμπεριφορικών και φυσιολογικών μεταβολών σε έναν κύκλο περίπου 24 ωρών που επαναλαμβάνουν τις διαδοχικές ημέρες-αυτές είναι οι κιρκαδικοί ρυθμοί. Οι ρυθμοί της κύκλου.
Ο κιρκαδικός ρυθμός ελέγχεται από μελατονίνη, η οποία είναι μία από τις μεγάλες ορμόνες που παράγονται στον εγκέφαλο. Και προκαλεί επίσης την υπνηλία. Οι υποδοχείς μελανοπίνης θέτουν την κιρκαδική φάση με μπλε φως κατά την κλείνοντας την παραγωγή μελατονίνης ". Εισάγοντας πλήρως τις διάφορες φάσεις του ύπνου, που είναι ένας κρίσιμος χρόνος αποκατάστασης για τον άνθρωπο body.furthermore, η επίδραση της κιρκαδικής διαταραχής εκτείνεται πέρα από την προσοχή της ημέρας και τον ύπνο τη νύχτα.
Σχετικά με τους βιολογικούς ρυθμούς στους ανθρώπους μπορούν να μετρηθούν με διάφορους τρόπους συνήθως, ο κύκλος ύπνου/αφύπνισης, η θερμοκρασία του σώματος, η μελαγχονηκέντωση, η συγκέντρωση κορτιζόλης και η συγκέντρωση άλφα αμυλάσης8. Αλλά το φως είναι οι κύριοι συγχρονιστές των κιρκαδικών ρυθμών στην τοπική θέση στη Γη ， ένταση φωτός, η κατανομή, το χρονοδιάγραμμα και η διάρκεια του φάσματος μπορούν να επηρεάσουν το ανθρώπινο κιρκαδικό σύστημα. Αυτό επηρεάζει επίσης το ημερήσιο εσωτερικό ρολόι. Ο χρόνος της έκθεσης του φωτός μπορεί είτε να προχωρήσει είτε να καθυστερήσει το εσωτερικό ρολόι ". Οι κιρκαδικοί ρυθμοί θα επηρεάσουν την απόδοση και την άνεση του ανθρώπου κλπ. Το ανθρώπινο κιρκαδικό σύστημα είναι το πιο ευαίσθητο Tolight στα 460nm (μπλε περιοχή του Visiblespectrum) σε 555nm (πράσινη περιοχή). Τα LED με ενσωματωμένο σύστημα ανίχνευσης και ελέγχου μπορούν να αναπτυχθούν για την κάλυψη τέτοιων απαιτήσεων υψηλής απόδοσης, υγιεινών φωτισμού.
Το εικ. 1 φως έχει διπλό αποτέλεσμα στο 24ωρο προφίλ μελατονίνης, στην οξεία επίδραση και στη φάση μετατόπισης.
Σχεδιασμός πακέτων
Όταν ρυθμίζετε τη φωτεινότητα του συμβατικού αλογόνου
Λάμπα, το χρώμα θα αλλάξει. Ωστόσο, η συμβατική λυχνία LED δεν είναι σε θέση να συντονίζει τη θερμοκρασία χρώματος ενώ αλλάζει τη φωτεινότητα, εξομοιώνοντας την ίδια αλλαγή κάποιου συμβατικού φωτισμού. Τις προηγούμενες ημέρες, πολλοί βολβοί θα χρησιμοποιήσουν LED με διαφορετικές λυχνίες CCT σε συνδυασμό στο PCB Boardto
Αλλάξτε το χρώμα φωτισμού αλλάζοντας το ρεύμα οδήγησης. Χρειάζεται σύνθετο σχεδιασμό μονάδας φωτός κυκλώματος για τον έλεγχο του CCT, το οποίο δεν είναι εύκολο έργο για τον κατασκευαστή φωτισμού. Όπως είναι ο σχεδιασμός του φωτισμού, το συμπαγές φωτισμό όπως τα φώτα σημείων και τα φώτα κάτω ικανοποιούν τόσο τις χρωματικές ρύθμιση όσο και τις συμπαγείς απαιτήσεις πηγής φωτός, εμφανίζονται σε συντονισμένες έγχρωμες καλαμάρια στην αγορά.
Υπάρχουν τρεις βασικές δομές των τύπων ρύθμισης χρωμάτων, ο πρώτος, χρησιμοποιεί το ζεστό CCT CSP και το Cool CCT CSP CONSING στην πλακέτα PCB απευθείας στο Σχήμα 2. Το δεύτερο τύπο συντονισμένου COB με LES γεμάτο με πολλαπλές λωρίδες διαφορετικού φωσφόρου CCT siliconesas που φαίνεται στο σχήμα
3.inthis Work, μια τρίτη προσέγγιση λαμβάνει ανάμειξη ζεστού CCT CSP Ledswith Blue Flip-Chips και στενά συγκολλημένη σε ένα υπόστρωμα. Τότε ένα λευκό αντανακλαστικό φράγμα σιλικόνης διανέμεται για να περιβάλλει τα θερμά-λευκά CSPs και το μπλε flip-chips.Finally , είναι γεμάτη με φωσφόρο που περιείχε siliconeto ολοκληρώνει τη διπλή χρωματική μονάδα COB όπως φαίνεται στο σχήμα 4.
Εικ.4 Ζεστό χρώμα CSP και μπλε flip Chip Cob (Δομή 3- Shineon Development)
Σε σύγκριση με τη δομή 3, η δομή 1 έχει τρία μειονεκτήματα:
(α) Η ανάμειξη χρώματος μεταξύ των διαφόρων πηγών φωτός CSP σε διαφορετικά CCT δεν είναι ομοιόμορφη λόγω του διαχωρισμού της σιλικόνης φωσφόρου που προκαλείται από τις μάρκες των πηγών φωτός CSP.
(β) Η πηγή φωτός CSP είναι ζημιές εύκολα με φυσική πινελιά.
(γ) το χάσμα κάθε πηγής φωτός CSP είναι εύκολο να παγιδεύσει τη σκόνη για να προκαλέσει μείωση του αυλού COB.
Η δομή2 έχει επίσης τα μειονεκτήματά της:
(α) δυσκολία στον έλεγχο της διαδικασίας κατασκευής και στον έλεγχο CIE ·
(β) Η ανάμειξη χρώματος μεταξύ των διαφόρων τμημάτων CCT δεν είναι ομοιόμορφη, ειδικά για το πρότυπο κοντά στο πεδίο.
Το σχήμα 5 συγκρίνει τους MR 16 λαμπτήρες που κατασκευάστηκαν με ελαφριά πηγή δομής 3 (αριστερά) και δομή 1 (δεξιά). Από την εικόνα, μπορούμε να βρούμε ότι η δομή 1 έχει ελαφριά σκιά στο κέντρο της περιοχής εκπομπής, ενώ η κατανομή της δομής 3 της δομής 3 είναι πιο ομοιόμορφη.
Αιτήσεις
Στην προσέγγισή μας χρησιμοποιώντας τη δομή 3, υπάρχουν δύο διαφορετικά σχέδια κυκλώματος για το ελαφρύ χρώμα και τη συντονισμό φωτεινότητας. Σε ένα κύκλωμα ενός καναλιού που έχει απλή απαίτηση οδηγού, η λευκή συμβολοσειρά CSP και η μπλε string flip-chip συνδέονται παράλληλα. Υπάρχει σταθερή αντίσταση στη συμβολοσειρά CSP. Με την αντίσταση, το ρεύμα οδήγησης χωρίζεται μεταξύ CSP και μπλε τσιπς που προκύπτει από την αλλαγή του χρώματος και της φωτεινότητας. Τα λεπτομερή αποτελέσματα συντονισμού φαίνονται στον Πίνακα 1 και στο Σχήμα 6. Το CCT αυξάνει το ρεύμα οδήγησης. Έχουμε συνειδητοποιήσει δύο συμπεριφορά συντονισμού με ένα εξομοίωση συμβατικού αλογόνου bulband το άλλο πιο γραμμικό συντονισμό. Η συντονισμένη περιοχή CCT είναι από 1800K έως 3000K.
Πίνακας 1. Η ροή και η αλλαγή CCT με το ρεύμα οδήγησης του SHINEON Single-Channel Cob Model 12SA
Εικ. 7CCT Συντονισμός μαζί με καμπύλη Blackbody με ρεύμα οδήγησης στο COB (7Α) και τα δύο του καναλιού και τα δύο
Συμπεριφορές συντονισμού με σχετική φωτεινότητα σε σχέση με τον λαμπτήρα αλογόνου (7Β)
Ο άλλος σχεδιασμός χρησιμοποιεί ένα κύκλωμα διπλού καναλιού όπου το CCT Tunable Arrange είναι ευρύτερο από το μονό καναλιού. Οδήγηση των δύο κυκλωμάτων σε επιθυμητό τρέχον επίπεδο και αναλογία. Μπορεί να συντονιστεί από 3000k έως 5700kas που φαίνεται στο σχήμα 8 του Shineon Dual-Channel Cob Model 20DA.Table 2 που αναγράφει το λεπτομερές αποτέλεσμα συντονισμού που μπορεί να προσομοιώσει προσεκτικά την αλλαγή του φωτός από το πρωί. Τα κυκλώματα, αυτό το συντονισμένο φως πηγής αυξάνει την έκθεση σε μπλε φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και μειώνει την έκθεση σε μπλε φως κατά τη διάρκεια της νύχτας, προωθώντας την ευημερία των ανθρώπων και την ανθρώπινη απόδοση, και ως έξυπνες λειτουργίες φωτισμού.
Περίληψη
Οι συντονισμένες μονάδες LED αναπτύχθηκαν συνδυάζοντας
Τα πακέτα κλίμακας τσιπ (CSP) και η τεχνολογία Chip στην τεχνολογία (COB). Το CSPSAND Blue Flip Chip ενσωματώνονται σε μια πλακέτα COB για να επιτευχθεί η πυκνότητα υψηλής ισχύος και η ομοιομορφία χρώματος, η δομή διπλής καναλιού χρησιμοποιείται για την επίτευξη ευρύτερου συντονισμού CCT σε εφαρμογές όπως ο εμπορικός φωτισμός. Η δομή ενός καναλιού χρησιμοποιείται για την επίτευξη λειτουργίας Dim-to Harm που εξομοιώνει τη λάμπα αλογόνου σε εφαρμογές όπως το σπίτι και η φιλοξενία.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
Αναγνώριση
Οι συγγραφείς θα ήθελαν να αναγνωρίσουν τη χρηματοδότηση από την Εθνική Κληνική Έρευνα και Ανάπτυξη
Πρόγραμμα της Κίνας (αριθ. 2016YFB0403900). Επιπλέον, υποστήριξη από τους συναδέλφους του Shineon (Πεκίνο)
Η Technology Co, αναγνωρίζεται επίσης με ευγνώμων.
Αναφορές
[1] Han, Ν., Wu, Y.-H. και Tang, Y, "Έρευνα της συσκευής KNX
Κόμβος και ανάπτυξη με βάση τη μονάδα διεπαφής λεωφορείου ", 29ο Κινέζικο Συνέδριο Ελέγχου (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. και Hong, SH, "Μια νέα πρόταση του συστήματος διαχείρισης δικτύου για το BACNET και το μοντέλο αναφοράς του", 8ο Διεθνές Συνέδριο IEEE για τη Βιομηχανική Πληροφορική (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. και Klau GW, "Dalix: Βέλτιστη ευθυγράμμιση δομής πρωτεΐνης Dali", IEEE/ACM συναλλαγές στην υπολογιστική βιολογία και τη βιοπληροφορική, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, Α., Tiete, J. και Steen Haut, Κ.,
"Συνύπαρξη με WiFi για ένα προϊόν Automation Home Automation ZigBee", IEEE 19ο Συμπόσιο για τις Επικοινωνίες και την Τεχνολογία Οχημάτων στο Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ, Wu, Qx και Huang, YW, "Αυτόματο σύστημα ανάγνωσης μετρητών με βάση την επικοινωνία της γραμμής ενέργειας του Lonworks", Διεθνές Συνέδριο Τεχνολογίας και Καινοτομίας (ITIC 2009), 2009, 1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Αυτόματη ρύθμιση της ημέρας με LED: βιώσιμος φωτισμός για την υγεία και την ευημερία", Πρακτικά του 2013 ARCC Spring Research Conference, Mar, 2013
[7] Λευκή Βίβλος Επιστήμης Φωτισμού, "Φωτισμός: Ο τρόπος για την Υγεία & Παραγωγικότητα", 25 Απριλίου 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et αϊ, "Προκαταρκτικά στοιχεία για μια αλλαγή στη φασματική ευαισθησία του κιρκαδικού συστήματος τη νύχτα", Journal of Circadian Rhythms 3:14. Φεβρουάριος 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spectral Daylighting
Προσομοιώσεις: Υπολογισμός Circadian Light ", 14ο Συνέδριο Διεθνούς Ένωσης Προσομοίωσης Προσομοίωσης Κτιρίων, Hyderabad, Ινδία, Δεκέμβριος 2015.