Dostrajane moduły LED oparte na CSP-COB
Abstrakcyjny: Badania wskazują na korelację między kolorem źródeł światła a cyklem okołodobowym człowieka. Strojenie klocowe do potrzeb środowiskowych stało się coraz ważniejsze w wysokiej jakości aplikacjach oświetlenia. A idealne spektrum światła powinno wykazywać cechy najbliższe światło słoneczne z wysokim CRI, ale najlepiej jest dostosowane do ludzkiej wrażliwości. Centralne światło ludzkie (HCL) musi być zaprojektowane według środowiska zmian, takich jak obiekty wieloosobowe, sale lekcyjne, opieka zdrowotna, a także tworzyć atmosferę i estetykę. Moduły LED dostrajane zostały opracowane przez połączenie pakietów skali chipów (CSP) i technologii ChIP na pokładzie (COB). CSP są zintegrowane na płycie COB, aby osiągnąć wysoką gęstość mocy i jednorodność kolorów, jednocześnie dodając nową funkcję dostrajania kolorów. Powstałe źródło światła można stale dostroić z jasnego, chłodniejszego oświetlenia w ciągu dnia do ściemniacza, cieplejszego oświetlenia wieczorem, W niniejszym dokumencie opisano projekt, proces i wydajność modułów LED oraz jego zastosowanie w ciepłym przyciemnianiu LED w dół światła i wiszącego światła.
Słowa kluczowe:HCL, rytmy okołodobowe, dostrajana dioda LED, podwójne CCT, ciepłe ściemniacze, CRI
Wstęp
LED, jak wiemy, istnieje już od ponad 50 lat. Niedawny rozwój białych diod LED jest tym, co doprowadziło go do opinii publicznej jako zamiennik innych białych źródeł światła. Zajmując się tradycyjnymi źródłami światła, LED nie tylko przedstawia zalety oszczędzania energii i długiego życia, ale także otwiera drzwi do drzwi Nowa elastyczność projektowa w zakresie digitalizacji i strojenia kolorów. Istnieją dwa podstawowe sposoby wytwarzania białych diod emitujących światło (WLEDS), które generują białe światło o wysokiej intensywności. Jedno z nich jest użycie indywidualnych diod LED, które emitują Trzy podstawowe kolory-Red, zielony i niebieski-a następnie wymieszaj trzy kolory, tworząc białe światło. Inne jest użycie materiałów fosforowych do konwersji monochromatycznej niebieskiego lub fioletowego światła LED na białe światło o szerokim spektrum, w ten sam sposób a Fluorescencyjna żarówka. Ważne jest, aby zauważyć, że „biel” wytworzonego światła jest zasadniczo zaprojektowana tak, aby pasowała do ludzkiego oka, a w zależności od sytuacji nie zawsze może być właściwe myślenie o tym jak o białym świetle.
Inteligentne oświetlenie to obecnie kluczowy obszar w inteligentnym budynku i inteligentnym mieście. Rosnąca liczba producentów bierze udział w projektowaniu i instalacji inteligentnych oświetlenia w nowych konstrukcjach. W konsekwencji jest to, że w różnych markach produktów wdrażana jest ogromna liczba wzorców komunikacji , Takie jak knx) bacnetp ', dali, Zigbee-Zhazba', plc-lonworks itp. Jednym krytycznym problemem we wszystkich tych produktach jest to, że nie mogą one współpracować ze sobą (tj. Niska kompatybilność i rozszerzalność).
LED Luminaires z możliwością dostarczania różnego jasnego koloru znajdują się na rynku oświetlenia architektonicznego od wczesnych dni oświetlenia w stanie stałym (SSL). Mimo to, a nie dostosowane kolorowe oświetlenie pozostaje w toku i wymaga pewnej pracy domowej przez specyfikator Jeśli instalacja ma się odnieść sukces. Istnieją trzy podstawowe kategorie typów strojenia kolorów w LED Luminaires: białe strojenie, cień i pełne stroje Inne protokoły, i są ograniczone do budowania mocy. Ze względu na te opcje LED zapewnia możliwe rozwiązania zmiany koloru lub CCT w celu spełnienia ludzkich rytmów okołodobowych.
Rytmy okołodobowe
Rośliny i zwierzęta wykazują wzorce zmian behawioralnych i fizjologicznych w cyklu około 24-godzinnym, które powtarzają się w kolejnych dniach-te są rytm okołodobowy. Rytmy obwodu mają wpływ rytmy egzogenne i endogenne.
Rytm okołodobowy jest kontrolowany przez melatoninę, która jest jednym z głównych hormonów wytwarzanych w mózgu. I indukuje również senność. Melanopsina Receptory ustawiają fazę okołodobową z niebieskim światłem po zamykaniu produkcji melatoniny „. Wyraźnie do tych samych niebieskich długości światła wieczorem będzie zakłócać snu i zakłóci okołodobowe rytm. W pełni wchodząc w różne fazy snu, co jest krytycznym czasem odbudowy dla człowieka Body.furthermore, wpływ zakłóceń okołodobowych wykracza poza uważność dnia i snu w nocy.
O biologicznych rytmach u ludzi można zwykle mierzyć na kilka sposobów, cykl snu/budzenia, temperatura ciała, melatoninconcentration, stężenie kortyzolu i stężenie amylazy alfa 8. Ale światło jest pierwotnymi synchronizatorami rytmu okołodobowego do miejscowej pozycji na Ziemi, ponieważ The the the the the the the the the the the the the the the the the the the the a intensywność światła, rozkład widma, czas i czas trwania może wpływać na ludzki układ okołodobowy. Wpływa to na codzienne wewnętrzne Zegar też. Czas ekspozycji na światło może albo awansować lub opóźniać zegar analizacyjny „Rytmy okołodobowe wpłyną na wydajność i komfort człowieka itp. Układ ludzki okołodobowy jest najbardziej wrażliwym toLight przy 460 Nm (niebieski region wizuble spektrum), podczas gdy system wizualny jest najwięcej wrażliwy do 555 nm (zielony region). Można opracować dostrajalne diody LED ze zintegrowanym systemem wykrywania i sterowania w celu spełnienia tak wysokiej wydajności, zdrowych wymagań oświetlenia.
Ryc. 1 Światło ma podwójny wpływ na 24-godzinny profil melatoniny, efekt ostrego i efekt zmieniający fazę.
Projektowanie pakietu
Po dostosowaniu jasności konwencjonalnego halogenu
Lampa, kolor zostanie zmieniony. Jednak konwencjonalna dioda LED nie jest w stanie dostroić temperatury kolorów podczas zmiany jasności, emulując tę samą zmianę pewnego konwencjonalnego oświetlenia. We wcześniejszych czasach wiele żarówek będzie używać diod LED z różnymi diodami CCT połączonymi na płycie PCB
Zmień kolor oświetlenia, zmieniając prąd jazdy. Potrzebuje złożonego modułu światła obwodu do sterowania CCT, co nie jest łatwym zadaniem dla producenta oprawy. Jako projekt oświetlenia, kompaktowy urządzenie oświetleniowe, takie jak światła punktowe i światła w dół, wywołuje rozmiar forsmall, moduły LED o wysokiej gęstości, według Zaspokajaj zarówno strojenie kolorów, jak i kompaktowe wymagania dotyczące źródła światła, na rynku pojawiają się strożenie kolorowe kolby.
Istnieją trzy podstawowe struktury typów strojenia kolorów, pierwszy, używa ciepłego CCT CSP i Cool CCT CSP na płycie PCB ilustrowane na rysunku 2. Drugi typu Droundable z LES wypełnionymi wieloma paskami o różnych fosforach CCT silikony pokazane na rysunku
3. Pomimo tego, że jest to trzecie podejście, zmieszając ciepłe CCT CSP Ledswith Blue Flip-Chips i blisko lutownicze przymocowane na podłożu. Następnie wydawane jest białe odblaskową tamę silikonową, aby otaczać ciepłe białe CSP i niebieskie klapki. , jest wypełniony fosforą zawierającą krzemionetę Ukończ moduł podwójnego koloru, jak pokazano na ryc. 4.
Ryc. 4 ciepły kolor CSP i Blue Flip Chip Cob (Structure 3- Shineon Development)
W porównaniu ze strukturą 3, struktura 1 ma trzy wady:
(A) Mieszanie kolorów między różnymi źródłami światła CSP w różnych CCT nie jest jednolite ze względu na segregację silikonu fosforowego spowodowanego wiórami źródeł światła CSP;
(b) źródło światła CSP jest łatwo uszkodzone fizycznym dotykiem;
(c) szczelina każdego źródła światła CSP jest łatwa do uwięzienia pyłu, aby spowodować zmniejszenie kolb światła;
Structure2 ma również swoje wady:
(a) trudność w produkcji kontroli procesu i kontroli CIE;
(b) Mieszanie kolorów między różnymi sekcjami CCT nie jest jednolite, szczególnie w przypadku wzoru pola bliskiego.
Rysunek 5 porównuje lampy MR 16 zbudowane ze źródłem światła struktury 3 (po lewej) i strukturze 1 (po prawej). Na podstawie obrazu możemy znaleźć strukturę 1 ma lekki odcień w środku obszaru emitującego, podczas gdy rozkład intensywności strefy struktury 3 jest bardziej jednolity.
Zastosowania
W naszym podejściu przy użyciu struktury 3 istnieją dwa różne projekty obwodów dla jasnego koloru i tuningu jasności. W obwodzie jednokanałowym, który ma proste wymaganie sterownika, biały ciąg CSP i niebieski ciąg Flip-Chip są podłączone równolegle. Istnieje stały rezystor w ciągu CSP. W przypadku rezystora prąd napędowy jest podzielony między CSP i niebieskie wióry, co powoduje zmianę koloru i jasności. Szczegółowe wyniki strojenia pokazano w tabeli 1 i ryc. 6. Krzywa strojenia kolorów jednokanałowych obwodów pokazanych na ryc .7. CCT zwiększa prąd napędowy. Uświadomiliśmy sobie dwa zachowania strojenia, a jedno emulują konwencjonalną opaskę halogenową, inne bardziej liniowe strojenie. Dostrajany zakres CCT wynosi od 1800 tys. Do 3000 000.
Tabela 1. Zmiana strumienia i CCT wraz z prądem napędowym SHINEON SENO-KANEL COB Model 12SA
Ryc. 7CCCT Tuning wraz z krzywą ciała czarnego z prądem napędowym w kontrolowanym obwodzie jednoczenkowym (7a) i dwóch
Zachowania strojenia ze względną luminancją w odniesieniu do lampy halogenowej (7b)
Druga konstrukcja wykorzystuje obwód dwukanałowy, w którym układ dostrajalny CCT jest szerszy niż pojedynczy channelCircuit. CSP String i Blue Flip-Chip String Electricalnie oddzielony na podłożu, a zatem wymaga specjalnego zasilania. Kolor i jasność są dostrojone Prowadzenie dwóch obwodów na pożądanym poziomie i stosunku. Można go dostroić z 3000k do 5700 kas pokazane na rysunku 8 Model podwójnego kanału Shineon 20DA.Table 2 wymieniono szczegółowy wynik strojenia, który może ściśle symulować zmianę światła od poranka na wieczór. Łącząc użycie czujnika obłożenia i kontrolę obwody, to dostrajane źródło światła zwiększają ekspozycję na niebieskie światło w ciągu dnia i zmniejszają ekspozycję na niebieskie światło w nocy, promowanie dobrego samopoczucia i wydajności ludzi, a także funkcje inteligentnego oświetlenia.
Streszczenie
Dostrajane moduły LED opracowano przez połączenie
Pakiety skali chipów (CSP) i technologia Chip na pokładzie (COB). CSPSand Blue Flip Chip są zintegrowane na płycie COB, aby osiągnąć wysoką gęstość mocy i jednorodność kolorów, struktura podwójnego kanału służy do osiągnięcia szerszego strojenia CCT w zastosowaniach takich jak komercyjne oświetlenie. Struktura jednokanałowa jest używana do osiągnięcia funkcji osłoniętej na emulacji lampy halogenowej w zastosowaniach takich jak dom i gościnność.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 $ 02017 IEEE
Potwierdzenie
Autorzy chcieliby uznać finansowanie National Key Research and Development
Program Chin (nr 2016YFB0403900). Dodatkowo wsparcie kolegów w Shineon (Pekin)
Technology Co, jest również wdzięczny.
Odniesienia
[1] Han, N., Wu, Y.-H. i Tang, Y, „Badania urządzenia KNX
Węzeł i rozwój oparty na module interfejsu magistrali ”, 29. Chinese Control Conference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. i Hong, SH, „Nowa propozycja systemu zarządzania siecią dla BACNET i jego model referencyjny”, 8. Międzynarodowa Konferencja IEEE na temat informatyki przemysłowej (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. i Klau GW, „Dalix: optymalne wyrównanie struktury białka Dali”, Transakcje IEEE/ACM dotyczące biologii obliczeniowej i bioinformatyki, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. and Steen Haut, K.,
„Współistnienie z WIFI dla produktu zygbee z agresją domową”, IEEE 19. Sympozjum na temat komunikacji i technologii pojazdów w Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ, Wu, QX i Huang, YW, „Automatyczny system czytania liczników oparty na komunikacji z linią energetyczną Lonworks”, Międzynarodowa konferencja na temat technologii i innowacji (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW i in., „Autoulujące światło dzienne z LED: Zrównoważone oświetlenie dla zdrowia i dobrego samopoczucia”, Materiały z ARCC Spring Research Conference, Mar, 2013
[7] White Paper Group Science, „Lighting: The Way to Health & Productivity”, 25 kwietnia 2016 r.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD i in., „Wstępne dowody na zmianę wrażliwości widmowej systemu okołodobowego w nocy”, Journal of Cocadian Rhythms 3:14. Luty 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, „Widmowe światło dzienne
Symulacje: Computing Circadian Light ”, 14. Konferencja Międzynarodowego Stowarzyszenia Symulacji Wydajności Budownictwa, Hyderabad, Indie, grudzień 2015 r.