CSP-COB: hen perustuvat viritettävät LED-moduulit
Abstrakti: Tutkimukset ovat osoittaneet valonlähteiden värin ja ihmisen vuorokausipäivän syklin välisen korrelaation. Ympäristötarpeiden virittäminen on tullut yhä tärkeämmäksi korkealaatuisissa valaistussovelluksissa. Täydellisen valonspektrin tulisi olla lähellä auringonvaloa lähinnä korkeaa CRI: tä, mutta on ihannetapauksessa ihmisen herkkyyteen sopeutettu. Ihmiskeskeinen valo (HCL) on suunniteltava muutosympäristön, kuten monikäyttötilojen, luokkahuoneiden, terveydenhuollon ， ja tunnelman ja estetiikan luomiseksi. Viritettäviä LED -moduuleja kehitettiin yhdistämällä Chip Scale -paketit (CSP) ja ChIP: n (COB) tekniikka. CSP: t integroidaan COB -levylle suuren tehon tiheyden ja värin tasaisuuden saavuttamiseksi ， samalla kun lisäät uuden värin virattavuuden toiminnan. Tuloksena oleva valonlähde voidaan jatkuvasti virittää kirkkaasta, viileämmän värillisestä valaistuksesta päivän aikana himmennimeen ， Lämpimän valaistus illalla, illan Tässä artikkelissa kerrotaan LED-moduulien suunnittelusta, prosessista ja suorituskyvystä ja sen levityksestä lämpimässä himmennyksessä LED-valon ja riipuksen valossa.
Avainsanat:HCL, vuorokausipäivän rytmit, viritettävä LED, kaksois CCT, lämmin himmennys, CRI
Esittely
LED, kuten tiedämme, se on ollut olemassa jo yli 50 vuotta. Valkoisten LEDien äskettäinen kehitys on se, mikä on tuonut sen yleisön silmään korvauksena muihin valkoisiin valonlähteisiin.com -sivustoon perinteisiin valonlähteisiin ， johtaneet paitsi energiansäästön ja pitkän elinajan edut, vaan myös avaa oven toiseen Uusi muotoilu joustavuus digitalisointiin ja värin virittämiseen. On olemassa kaksi ensisijaista tapaa tuottaa valkoista valoa säteileviä diodeja (WLEDS), jotka tuottavat erittäin intensiteettiä valkoista valoa. YKSIN Päästä kolme pääväriä-punaiset, vihreät ja siniset-ja sekoita sitten kolme väriä valkoisen valon muodostamiseksi. Toinen on käyttää fosforimateriaaleja muuntaakseen yksivärisen sinisen tai violetin LED-valon laaja-alaiseksi valkoiseksi valoksi ，,, paljon samalla tavalla Fluoresoiva hehkulampputyöt ovat tärkeitä huomata, että tuotetun valon valkaisu on pääosin suunniteltu ihmisen silmälle ， ja tilanteesta riippuen ei aina ole tarkoituksenmukaista ajatella sitä valkoisena valona.
Älykäs valaistus on avainalue älykkään rakennuksen ja älykkään kaupungin nykyään. Kasvava määrä valmistajia osallistuu älykkäiden valaistusten suunnitteluun ja asentamiseen uusien rakenteiden. Seurauksena on, että valtava määrä viestintämalleja toteutetaan eri tuotemerkeissä ， Kuten knx) bacnetp ', dali ， Zigbee-zhazba' ， plc-lonworks jne. Yksi kriittinen ongelma kaikissa näissä tuotteissa on, että ne eivät voi olla yhdessä toistensa kanssa toistensa kanssa (ts. Matala yhteensopivuus ja laajennettavuus).
LED-valaisimet, joilla on kyky toimittaa vaihteleva vaalea väri, ovat olleet arkkitehtonisilla valaistusmarkkinoilla solid-state-valaistuksen (SSL) varhaisista ajoista lähtien. Vaikka värin väistämätön valaistus on edelleen keskeneräinen ja vaatii tietyn määrän kotitehtäviä määritelty, jos asennus on onnistunut. LED-valaisimissa on kolme värisävytyyppiä: Valkoinen viritys, hämärää lämmitys ja värillinen viritys. Kaikki kolme luokkaa voidaan ohjata langattomalla lähettimellä, joka käyttää Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth tai Muut protokollat ， ja ne ovat voimakkaita rakennusvoimaa varten. Näiden vaihtoehtojen vuoksi LED tarjoaa mahdollisia ratkaisuja värin tai CCT: n muuttamiseksi ihmisen vuorokausipäivän rytmien vastaamiseksi.
Vuorokausirytmit
Kasveilla ja eläimillä on käyttäytymis- ja fysiologisten muutosten malleja suunnilleen 24 tunnin syklillä, jotka toistuvat peräkkäisinä päivinä-nämä ovat vuorokausipäiväisiä rytmejä. Circirdian rytmejä vaikuttavat eksogeeniset ja endogeeniset rytmit.
Condadian -rytmiä säätelee melatoniini, joka on yksi aivoissa tuotetuista suurimmista hormoneista. Ja se indusoi myös uneliaisuutta. Melanopsiinireseptorit asettavat vuorokausipäivän vaiheen sinisellä kevyellä kääntymisellä sulkemalla melatoniinin tuotanto ". Alennus samoille siniselle valonpituudelle illalla häiritsee unta ja häiritsee vuorokausipäiväistä rytmiä. Circadian Desynkronisaatio estää ruumista ruumiista. Täysin pääsy unen eri vaiheisiin ， mikä on kriittinen palauttava aika ihmiskeholle. vuorokausipäivän häiriöiden vaikutus ulottuu tietojen ja nukkumisen ulkopuolelle yöllä.
Ihmisten biologisista rytmeistä voidaan mitata yleensä monella tavalla, unen/herätyssyklin, kehon ytimen lämpötilan, melatoninconcentration, kortisolipitoisuuden ja alfa -amylaasipitoisuuden 8.Mutta valo on vuorokausipäivän rytmien ensisijaiset synkronisaattorit paikalliseen asentoon maan päällä ， koska Valon voimakkuus ， spektrin jakauma, ajoitus ja kesto voivat vaikuttaa ihmisen vuorokausipäiväiseen järjestelmään. Tämä vaikuttaa myös päivittäiseen sisäiseen kelloon. Valon altistumisen aika voi joko edetä tai viivästyttää kellon ". Vuorokausipäivän rytmit vaikuttavat ihmisen suorituskykyyn ja mukavuuteen jne. Ihmisen vuorokausipäivän järjestelmä on herkin tosight 460nm: n (visiblespektrin sininen alue), kun taas visuaalinen järjestelmä on herkkä eniten herkkä - 555 nm (vihreä alue). Integroitu tunnistus- ja ohjausjärjestelmä voidaan kehittää vastaamaan niin korkeat suorituskykyiset, terveelliset valaistusvaatimukset.
Kuvassa 1 on kaksoisvaikutus 24 tunnin melatoniiniprofiiliin, akuutti vaikutukseen ja vaihesiirtovaikutukseen.
Pakkaussuunnittelu
Kun säädät tavanomaisen halogeenin kirkkautta
Lamppu, väri vaihdetaan. Tavanomainen LED ei kuitenkaan pysty virittämään värilämpötilaa muuttaen kirkkautta ， jäljittelemällä jonkin tavanomaisen valaistuksen saman vaihdon. Aiempina päivinä monet sipulit käyttävät LED: tä erilaisten CCT -LEDien kanssa yhdistettynä piirilevylle
Vaihda valaistusväri muuttamalla ajovirtaa. Se tarvitsee monimutkaisen piirilomoduulin suunnittelun CCT: n hallitsemiseksi, mikä ei ole helppoa valaisimen valmistajalle. Valaistuksen suunnittelun kehitys ， pienikokoisen valaistusvalaisimen, kuten pistevalot ja alas valot, kutsuu forsmall -koon, korkean tiheyden LED -moduulit, jotta voidaan Tyydyttämällä sekä värien viritys- että kompaktit valonlähdevaatimukset, viritettävät värikoneet näkyvät markkinoilla.
Värirakenteita on kolme perusrakennetta, ensimmäinen, se käyttää lämpimää CCT CSP: tä ja viileää CCT-CSP-sitoutumista PCB-levyllä, joka on esitetty kuvassa 2. Toisen tyypin viritettävä malli, jossa LES on täytetty useiden CCT-fosforin monilla raidoilla silikonit, jotka on esitetty kuvassa
3.Täpäinen työ, kolmas lähestymistapa on ottanut sekoittamalla lämmin CCT CSP-ledswith sininen läppäspiippu ja tiiviisti substraattiin kiinnitetty juote. , se on täytetty fosforilla, joka sisälsi piikoneto, täydentää kaksoisvärinen COB -moduuli, kuten kuvassa 4 esitetään.
Kuva 4 Lämmin väri CSP ja Blue Flip Chip Cob (rakenne 3-kiiltävä kehitys)
Rakenteeseen 3 verrattuna rakenteella 1 on kolme haittaa:
(a) Värin sekoittuminen eri CSP -valonlähteiden keskuudessa eri CCT: issä ei ole tasainen johtuen CSP -valonlähteiden sirujen aiheuttamasta fosfori -silikonista;
(b) CSP -valonlähde vaurioituu helposti fyysisellä kosketuksella;
(c) kunkin CSP -valonlähteen rako on helppo vangita pöly, joka aiheuttaa Cob -luumenin vähentämisen;
Rakenne2 on myös haitta:
a) prosessien hallinnan ja CIE: n hallinnan vaikeudet;
(b) Värin sekoittuminen eri CCT -osioiden kesken ei ole tasainen, etenkin läheisen kentän kuviolle.
Kuvio 5 vertaa MR 16 -valaisimia, jotka on rakennettu rakenteen 3 (vasen) ja rakenteen 1 valonlähteellä (oikealla). Kuvasta voimme löytää rakenteen 1 kevyen sävyn keskellä, kun taas rakenteen 3 keskuksen keskuksessa on yhtenäisempi.
Sovellukset
Rakennetta 3 käyttämällä lähestymistapaamme on kaksi erilaista piirimallia vaaleanväriseen ja kirkkauden viritykseen. Yhden kanavan piirissä, jolla on yksinkertainen ohjainvaatimus, valkoinen CSP-merkkijono ja sininen flip-chip-merkkijono on kytketty rinnakkain. CSP-merkkijono on kiinteä vastus. Vastuksen avulla ajovirta on jaettu CSP: n ja sinisten sirujen välillä, mikä johtaa värin ja kirkkauden muutokseen. Yksityiskohtaiset viritystulokset on esitetty taulukossa 1 ja kuvassa 6. Kuviossa 7 esitetty yksikanava piiritiä. CCT lisää ajovirran. Olemme tajunneet kaksi virityskäyttäytymistä yhdellä jäljittelemällä tavanomaista halogeeni -bulbandia toisella lineaarisemmalla viritystä. Viritettävä CCT -alue on 1800–3000k.
Taulukko 1. Flux ja CCT: n vaihtaminen Shineon-yksikanavaisen COB-mallin 12SA: n ajovirran kanssa
Kuva.7CCT-viritys yhdessä Blackbody-käyrän kanssa ajovirta yksikanavaisessa piirin ohjaamassa COB (7A) ja kahdessa
virityskäyttäytyminen suhteellisen luminanssilla halogeenilampun (7b) viitaten (7b)
Toinen malli käyttää kaksikanavapiiri, jossa CCT-viritettävä järjestely on leveämpi kuin yhden kanavan piirit. Kahden piirin ajaminen halutulla virran tasolla ja suhteella. Se voidaan virittää 3000–5700KA: sta, joka on esitetty Shineon Dual-Channel COB -mallin 20DA.ABLE 2: n kuviossa 8, luetellaan yksityiskohtainen viritystulos, joka voi tiiviisti simuloida päivän valonmuutosta aamusta iltaan.Käytä käyttöoikeusanturin ja ohjauksen käyttö yhdistämällä Piirit ， tämä viritettävä valonlähteenhelps lisäävät siniselle valolle altistumista päivän aikana ja vähentävät sinisen valon altistumista yön aikana ， myös ihmisten hyvinvoinnin ja ihmisen suorituskyvyn edistäminen, samoin Älykkään valaistuksen toiminnassa.
Yhteenveto
Viritettävät LED -moduulit kehitettiin yhdistämällä
Chip Scale -paketit (CSP) ja ChIP on aluksen (COB) tekniikka. CSP: n ja sininen flip-siru on integroitu COB-levylle suuren tehon tiheyden ja värin tasaisuuden saavuttamiseksi, kaksikanavaista rakennetta käytetään laajemman CCT-virityksen saavuttamiseksi sovelluksissa, kuten kaupallinen valaistus. Yhden kanavan rakennetta käytetään hämärän lämmittämiseen, joka emuloi halogeenilamppua sovelluksissa, kuten kodissa ja vieraanvaraisuudessa.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 dollaria 02017 IEEE
Tunnustus
Kirjoittajat haluavat tunnustaa kansallisen avaintutkimuksen ja kehityksen rahoituksen
Kiinan ohjelma (nro 2016yFB0403900). Lisäksi shineon -kollegoiden (Peking) tuki
Teknologia Co, on myös kiitollinen.
Viitteet
[1] Han, N., Wu, Y.-H. ja Tang, Y, "Knx -laitteen tutkimus
Solmu ja kehitys, joka perustuu bussiliitäntämoduuliin ", 29. kiinalainen ohjauskonferenssi (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. ja Hong, SH, ”Uusi ehdotus BacNetin verkonhallintajärjestelmästä ja sen referenssimallista", 8. IEEE: n kansainvälinen teollisuustietotekniikan konferenssi (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. ja Klau GW, ”Dalix: Optimaalinen dali-proteiinirakenteen kohdistus", IEEE/ACM-tapahtumat laskennallisessa biologiassa ja bioinformatiikassa, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. ja Steen Haut, K.,
”Rinnakkaiselo WiFi: n kanssa kodin automaatio-sikee-tuotteelle” ， IEEE 19. viestinnän ja ajoneuvotekniikan symposium Beneluxissa (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX ja Huang, YW, "Automaattinen mittarin lukujärjestelmä, joka perustuu LonWorksin voimajohtoon", kansainvälinen teknologia- ja innovaatiokonferenssi (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al., ”Automaattinen päivänvalo LED: llä: kestävä valaistus terveydelle ja hyvinvoinnille", ARCC: n vuoden 2013 kevään tutkimuskonferenssin julkaisut, Mar, 2013
[7] Lighting Science Group White Paper, "Valaistus: Tie terveyteen ja tuottavuuteen", 25. huhtikuuta 2016.
. Helmikuu 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spektrinen päivänvalo
Simulaatiot: Computing Condadian Light ", 14. kansainvälisen rakennusten suorituskyvyn simulaatioyhdistyksen konferenssi, Hyderabad, Intia, joulukuu 2015.