Prilagodljivi LED moduli, ki temeljijo na CSP-COB
Izvleček: Raziskave so pokazale povezavo med barvo svetlobnih virov in človeškim cirkadijskim ciklom. Nastavitev barv za okoljske potrebe je postala vse bolj pomembna pri visokokakovostnih razsvetljavah. Popoln spekter svetlobe bi moral imeti lastnosti, ki so najbližje sončni svetlobi z visoko CRI, v idealnem primeru pa je v idealnem primeru pritrjen na človeško občutljivost. Človeško osredotočeno svetlobo (HCL) je treba oblikovati v skladu z okoljem za spremembe, kot so večnamenske ustanove, učilnice ， zdravstvena oskrba ， in ustvarjanje ambienta in estetike. Prilagodljivi LED moduli so bili razviti s kombiniranjem paketov čipov (CSP) in tehnologijo čipov na krovu (COB). CSP so integrirani na plošči COB, da dosežejo veliko gostoto moči in enotnost barv ，, hkrati pa dodajate novo funkcijo barvne prilagodljivosti. Nastali svetlobni vir je mogoče neprekinjeno uglasiti iz svetle, hladnejše barvne razsvetljave podnevi do zatemnjene osvetlitve v večeru, zvečer Ta prispevek podrobno opisuje zasnovo, postopek in delovanje LED modulov in njegovo uporabo pri topli LED luči in obeskanju.
Ključne besede:HCl, cirkadiani ritmi, nastavljiva LED, dvojni CCT, toplo zatemnitev, CRI
Uvod
LED, kot vemo, da je že več kot 50 let. Nedavni razvoj belih LED -jev je tisto, kar ga je v javnost pripeljalo kot nadomestek za druge vire bele svetlobe. Če se v tradicionalnih svetlobnih virih znajde, ne predstavlja le prednosti varčevanja z energijo in dolge življenjske dobe, ampak tudi odpira vrata do Nova prilagodljivost oblikovanja za digitalizacijo in barvno nastavitev. Obstajata dva glavna načina za proizvodnjo belih diod, ki oddajajo svetlobo (WLED), ki ustvarjajo visoko intenzivno belo svetlobo. Ena je uporaba posameznih LED, ki oddajajo Tri primarne barve-RED, zelena in modra-in nato zmešajte tri barve, da tvorijo belo svetlobo. Drugo je, da uporabite fosforne materiale za pretvorbo monobarvne modre ali vijolične LED svetlobe v široko spektrum belo svetlobo ， ， ， ， ， ， Fluorescentna dela žarnice. Pomembno je opozoriti, da je "belina" proizvedene svetlobe v bistvu zasnovana tako bela luč.
Pametna razsvetljava je ključno področje v Smart Building in Smart City danes. Vse večje število proizvajalcev sodeluje pri oblikovanju in namestitvi novih konstrukcij Smart Lightingin. Posledica tega je, da se v različnih blagovnih znamkah izdelkov izvaja ogromno količine komunikacijskih vzorcev ， Na primer knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks itd. En kritični problem v vseh teh izdelkih je, da ne morejo sodelovati med seboj (tj. Nizko združljivost in razširljivost).
LED svetilke z možnostjo zagotavljanja različnih svetlobnih barv so na trgu arhitekturne razsvetljave že od zgodnjih dni osvetlitve v trdni državi (SSL) Specifikator Če bo namestitev uspešna. Obstajajo tri osnovne kategorije vrst barv v LED svetilki: bela uglaševanje, pomaknjenje in polno barvo. Vse tri kategorije lahko nadzoruje brezžični oddajnik z uporabo Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth ali Drugi protokoli ， in so trdoženi za gradnjo moči. Ker od teh možnosti LED ponuja možne rešitve za spremembo barve ali CCT za izpolnjevanje človeškega cirkadiana ritmi.
Cirkadiani ritmi
Rastline in živali kažejo vzorce vedenjskih in fizioloških sprememb v približno 24-urnem ciklu, ki se ponavljajo v zaporednih dneh-to so cirkadiani ritmi. Narini ritmi vplivajo eksogeni in endogeni ritmi.
Cirkadijski ritem nadzira melatonin, ki je eden glavnih hormonov, ki nastanejo v možganih. In povzroči tudi zaspanost. Receptorji melanopsin nastavijo cirkadijsko fazo z modro svetlobo, tako da ugasnejo proizvodnjo melatonina ". Izključitev istih modrih valovnih dolžin svetlobe zvečer bo motila spanje in motila cirkadiano ritm. Cirkadiana desinhronizacija preprečuje, da bi telo od Popolnoma vstopa v različne faze spanja ，, kar je kritičen čas obnovitvenega časa za človeka Body.furthermore ， Vpliv cirkadianih motenj sega v premišljevanje in ponoči spi in spi.
O bioloških ritmih pri ljudeh je mogoče meriti na več načinov, ponavadi, spanec/budni cikel, telesno temperaturo jedra, melatonIncontracija, koncentracija kortizola in koncentracijo alfa amilaze8. Toda svetloba je primarni sinhronizatorji cirkadianih ritmov do lokalnega položaja na zemlji ， Intenzivnost svetlobe ， Porazdelitev spektra, čas in trajanje lahko vplivajo na človeški cirkadijski sistem. To vpliva tudi na dnevno notranjo uro. Čas izpostavljenosti svetlobi lahko napreduje ali odloži topolno uro. ". Cirkadiani ritmi bodo vplivali do 555Nm (zelena regija), kako uporabiti nastavljivo CCT in intenzivnost za izboljšanje kakovosti življenja postaja vse več in več Pomembno. Za izpolnjevanje tako visoko zmogljivih, zdravih razsvetljav lahko razvijejo barvne nastavljive LED z integriranim senzorskim in krmilnim sistemom.
Slika 1 Svetloba ima dvojni učinek na 24-urni melatoninski profil, akutni učinek in učinek faznega premika.
Oblikovanje paketov
Ko prilagodite svetlost običajnega halogena
Svetilka, barva bo spremenjena. Vendar običajna LED ne more prilagoditi barvne temperature, hkrati pa spreminjati svetlost ，, ki posnema enako spremembo neke običajne razsvetljave. V prejšnjih dneh bodo številne žarnice uporabljale LED z različnimi LED CCT v kombinaciji na plošči PCB
Spremenite barvo osvetlitve s spreminjanjem vozniškega toka. Za nadzor CCT potrebuje kompleksno zasnovo svetlobnega modula, kar za proizvajalca svetilk ni lahka naloga. Kot osvetlitev napreduje ， kompaktna osvetlitev, kot so luči in navzdol luči, kliče velikosti, ki se nanaša Izpolnjujte tako barvne nastavitve kot kompaktne potrebe po svetlobnem viru, na trgu se prikažejo nastavljivi barvni storbi.
Obstajajo tri osnovne strukture vrst barv, prva, na toplem CSP CSP in hladnem CCT CSP vezanju na plošči PCB, ki je prikazana na sliki 2. Second Tip Navadbi Silicones, prikazan na sliki
3.O NAPREJ je tretji pristop z mešanjem toplih CSP LEDSWith modrih flip-chips in tesno spajka, pritrjen na podlagi. Nato je beli odsevni silikonski jez dati, da obkroža toplo-bele CSP in modre flip-chips.finalno , napolnjen je s fosforjem, ki ga vsebuje Siliconeto, dopolnjuje modul dvojnega barvnega stornka, kot je prikazano na sliki 4.
Slika 4 Tople barve CSP in Blue Flip Chip stor (struktura 3- razvoj Shineon)
V primerjavi s strukturo 3 ima struktura 1 tri slabosti:
(a) Barvno mešanje med različnimi viri svetlobe CSP v različnih CCT ni enotno zaradi segregacije fosforskega silikona, ki ga povzročajo čipi virov svetlobe CSP;
(b) vir svetlobe CSP se zlahka poškoduje s fizičnim dotikom;
(c) vrzel vsakega svetlobnega vira CSP je enostavno ujeti prah, da povzroči zmanjšanje kabinskega lumena;
Structure2 ima tudi svoje slabosti:
(a) težave pri nadzoru proizvodnih procesov in nadzoru CIE;
(b) Barvno mešanje med različnimi odseki CCT ni enakomerno, zlasti za bližnji poljski vzorec.
Slika 5 primerja svetilke MR 16, vgrajene s svetlobnim virom strukture 3 (levo) in strukturo 1 (desno). Na sliki lahko najdemo strukturo 1 v središču oddajanja lahek odtenek, medtem ko je teluminozna porazdelitev intenzivnosti strukture 3 bolj enakomerna.
Prijave
V našem pristopu z uporabo strukture 3 obstajata dva različna zasnova vezja za nastavitev svetlobe in svetlosti. V enokanalnem vezju, ki ima preprosto zahtevo gonilnika, sta bela CSP vrvica in modri niz flip-chip priključeni vzporedno. Obstaja fiksni reporin niz CSP. Z uporom je gonilni tok razdeljen med CSP in modrimi čipi, ki povzročijo spremembo barve in svetlosti. Podrobni rezultati nastavitve so prikazani v tabeli 1 in na sliki 6. Krivulja barvne nastavitve enokanalnih vezja, prikazanih na sliki7. CCT povečuje gonilni tok. Uresničili smo dve nastavitveni vedenji z enim emulirajočim konvencionalnim halogenskim zabodjem, drugo bolj linearno uglaševanje. Nastavitveni razpon CCT je od 1800K do 3000K.
Tabela1. Sprememba fluksa in CCT z vožnjo toka Shinedona Enokanalnega modela COB 12SA
Fig.7CCT Tuning skupaj z krivuljo črnega telesa z pogonskim tokom v enokanalnemu krmiljenem kabinu (7A) in obeh
Nastavitve vedenja z relativno svetilko v zvezi s halogensko svetilko (7b)
Drugi dizajn uporablja dvokanalno vezje, kjer je CCT nastavitveni razpored širši od enokanalnega kroga. CSP string in modri flip-čip stringre električno ločen na podlagi in zato zahtevata posebno napajanje. Barva in svetlost sta nastavljena s Vožnja obeh vezij na želeni tokovni ravni in razmerju. Nastavite se lahko od 3000K do 5700KA, prikazane na sliki 8 Shinedon dvokanalnega Cob modela 20da.Table 2 je našteval podrobni rezultat uglaševanja, ki lahko natančno simulira dnevno spremembo svetlobe od jutra do večera. Z kombiniranjem uporabe senzorja zasedenosti in nadzora Vezja ， Ta prilagodljivi svetlobni vir povečuje izpostavljenost modri svetlobi podnevi in zmanjšuje izpostavljenost modri svetlobi ponoči ，, ki spodbuja dobro počutje ljudi in Človeške zmogljivosti, pa tudi pametne osvetlitvene funkcije.
Povzetek
Prilagodljivi LED moduli so bili razviti s kombiniranjem
Paketi lestvice čipov (CSP) in tehnologija čipov na krovu (COB). Cspssand Blue Flip čip je integriran na plošči COB, da se doseže veliko gostoto moči in barvno enakomernost, se za doseganje širše nastavitve CCT v aplikacijah, kot je komercialna razsvetljava, uporablja dvokanalna struktura. Enokanalna struktura se uporablja za doseganje funkcije, ki posnema halogensko svetilko, v aplikacijah, kot sta dom in gostoljubje.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31,00 $ 02017 IEEE
Priznanje
Avtorji želijo priznati financiranje nacionalnih ključnih raziskav in razvoja
Kitajski program (št. 2016YFB0403900). Poleg tega podpora kolegov v Shinedonu (Peking)
Tudi Technology Co je hvaležno priznano.
Reference
[1] Han, N., Wu, Y.-H. in Tang, Y, "Raziskave naprave KNX
Vozlišče in razvoj na podlagi modula vmesnika avtobusa ", 29. kitajska kontrolna konferenca (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. in Hong, SH, "Nov predlog sistema za upravljanje omrežij za BACNET in njegov referenčni model", 8. mednarodna konferenca IEEE o industrijski informatiki (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. in Klau GW, "Dalix: Optimalna poravnava strukture beljakovin Dali", Transakcije IEEE/ACM o računski biologiji in bioinformatiki, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. in Steen Haut, K.,
"Sobivanje z WiFi za izdelek Zigbee iz domače avtomatizacije" ， IEEE 19. simpozij o komunikacijah in vozilih v Beneluxu (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX in Huang, YW, "Sistem samodejnega branja števcev, ki temelji na komunikaciji z daljnovodom Lonworks", Mednarodna konferenca o tehnologiji in inovacijah (ITIC 2009), 2009,1–5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW in sod
[7] Bela knjiga razsvetljave, "Osvetlitev: pot do zdravja in produktivnosti", 25. aprila 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD in sod. "Predhodni dokazi za spremembo spektralne občutljivosti cirkadianskega sistema ponoči", Journal of Cirkadian Rhythms 3:14. Februar 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spektralno dnevno svetlobo
Simulacije: računalništvo cirkadijska luč ", 14. konferenca mednarodnega združenja za simulacijo uspešnosti stavb, Hyderabad, Indija, december 2015.