Mòduls LED ajustables basats en CSP-COB
Resum: Les investigacions han indicat que la correlació entre el color de les fonts de llum i el cicle circadià humà. L’afinació coberta a les necessitats mediambientals ha esdevingut cada cop més important en aplicacions d’il·luminació d’alta qualitat. Un espectre perfecte de llum hauria de mostrar qualitats més properes a la llum del sol amb CRI elevada, però és idealment acollit a la sensibilitat humana. Cal dissenyar una llum cèntrica humana (HCL) segons el canvi d’entorn com ara instal·lacions multiusos, aules ， assistència sanitària ， i crear ambient i estètica. Els mòduls LED ajustables es van desenvolupar combinant els paquets d’escala de xip (CSP) i la tecnologia Chip On Board (COB). Els CSP s’integren en un tauler COB per aconseguir una densitat d’alta potència i uniformitat de color ， alhora que s’afegeixen una nova funció de la sintonia del color. La font de llum resultant es pot ajustar contínuament a partir d’il·luminació de colors més frescos durant el dia fins a la il·luminació més càlida a la nit, aquest document detalla el disseny, el procés i el rendiment dels mòduls LED i la seva aplicació en la llum de la llum i la llum de la llum.
Paraules clau:HCl, ritmes circadians, LED ajustable, CCT dual, escalfament càlid, CRI
Presentació
El LED com sabem que fa més de 50 anys que hi ha. El recent desenvolupament de LEDs blancs és el que l’ha posat al públic com a reemplaçament d’altres fonts de llum blanca. Tres colors primaris (vermell, verd i blau) i després barregeu tres colors per formar llum blanca. L’altre és utilitzar materials de fòsfor per convertir la llum monocromàtica blava o violeta a la llum blanca d’ampli espectre ，, de la mateixa manera com a llum blanca.
La il·luminació intel·ligent és una àrea clau de l’edifici intel·ligent i de la ciutat intel·ligent avui dia. Un nombre creixent de fabricants participen en el disseny i la instal·lació de les llums intel·ligents noves construccions. La conseqüència és que una gran quantitat de patrons de comunicació s’implementa en diferents marques de productes com ara knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks, etc. Interopereu -vos entre si (és a dir, baixa compatibilitat i extensibilitat).
Les lluminàries LED amb la possibilitat de lliurar un color lleuger diferents han estat en el mercat d’il·luminació arquitectònica des dels primers dies d’il·luminació d’estat sòlid (SSL). Tot i que la il·luminació ajustable al color segueix sent un treball en curs i requereix una certa quantitat d’especificador si la instal·lació té èxit. Hi ha tres categories bàsiques de tipus d’ajustament en color en les lluminàries LED: sintonització blanca, dim-a-calma i sintonia a tot color. Totes les tres categories poden ser controlades per un transmissor sense fils que utilitza zigbee zigbee ， wi-fi, bluetooth o altres protocols ， i estan dedicades a la potència de construcció de potència. ritmes.
Ritmes circadians
Les plantes i els animals presenten patrons de canvis conductuals i fisiològics durant un cicle aproximadament de 24 hores que es repeteixen durant els dies successius, que són ritmes circadians. Els ritmes de circadia estan influenciats per ritmes exògens i endògens.
El ritme circadià està controlat per melatonina, que és una de les principals hormones produïdes al cervell. I també indueix la somnolència. Els receptors de la melanopsina estableixen la fase circadiana amb la llum blava que tanca la producció de melatonina ". L’exposició a les mateixes longituds d’ona blava de la llum al vespre interferirà amb el son i pertorbarà el ritme circadià. Body.Burthermore ， L’impacte de la interrupció circadiana s’estén més enllà del mindfulness.
Quant als ritmes biològics en humans es poden mesurar de diverses maneres normalment, el cicle de son/despertar, la temperatura corporal del nucli, la melatoninccentració, la concentració de cortisol i la concentració alfa amilasa8. Però la llum és la sincronització primària de sincronitzacions del ritmes circadians fins a la posició local a la terra ， perquè la intensitat de la llum ， distribució de l’espectre, el calendari i la durada pot influir en el sistema de circadisme humà. El temps d’exposició a la llum pot avançar o retardar el rellotge Internal ". Els ritmes circadians influiran en el rendiment i la comoditat de l’ésser humà, etc. El sistema circadià humà és més sensible a 460nm (regió blava dels visibles), mentre que el sistema visual és més sensible a 555nm (regió verda). Així que com s’utilitza el CCT i la intensitat per millorar la qualitat de la vida que es converteix en més i més més i més a més, més i més a més, es fa més i més a més més i més a més de més i més i es fa més que es faci més i més més més de la vida. Important.Color Sintonnable LEDs amb sistema de detecció i control integrat es poden desenvolupar per complir els requisits d’il·luminació saludables i saludables.
La llum Fig.1 té un doble efecte sobre el perfil de melatonina de 24 hores, l'efecte agut i l'efecte canviant de fase.
Disseny de paquets
Quan ajusteu la brillantor de l’halògens convencionals
làmpada, el color es canviarà. Tot i això, el LED convencional no és capaç d’ajustar la temperatura del color mentre canvia la brillantor ， emulant el mateix canvi d’alguna il·luminació convencional. En els dies anteriors, moltes bombetes utilitzaran LED amb diferents LED CCT combinats al PCB Boardto
Canvieu el color de la il·luminació canviant el corrent de conducció. Necessita un disseny complex de mòduls de llum de circuit per controlar el CCT, que no és fàcil per al fabricant de lluminaris. Com el disseny de la il·luminació avança ， El dispositiu d'il·luminació compacta, com ara llums puntuals i llums de baixada, truca a la mida de la mida, els mòduls LED d'alta densitat, per tal de satisfer tant els colors i els requeriments de la font de llum compacta, apareixen al mercat.
Hi ha tres estructures bàsiques de tipus d’ajustament de colors, el primer, utilitza l’enllaç CCT CCT càlid i CCT CCT CCT a la placa PCB directament il·lustrada a la figura 2. El COB ajustable de segon tipus amb Les plens de múltiples ratlles de diferents silicones de fòsfor CCT que es mostren a la figura que es mostren a la figura
3.Inthis Treball, un tercer enfocament s’està fent barrejant càlids csp csp Ledswith blau xips i soldadura estretament enganxada en un substrat.
Fig.4 Color càlid CSP i blau xip de flip (estructura 3- Shineon Development)
En comparació amb l'estructura 3, l'estructura 1 té tres desavantatges:
(a) La barreja de colors entre les diferents fonts de llum CSP en diferents CCT no és uniforme a causa de la segregació de la silicona de fòsfor causada per les fitxes de les fonts de llum CSP;
(b) La font de llum CSP es danya fàcilment amb un toc físic;
(c) El buit de cada font de llum CSP és fàcil d’atrapar la pols per provocar una reducció de lumen de Cob;
Structure2 també té els seus desavantatges:
(a) Dificultat en el control de processos de fabricació i el control de CIE;
(b) La barreja de colors entre les diferents seccions CCT no és uniforme, especialment per al patró de camp proper.
La figura 5 compara les làmpades MR 16 construïdes amb la font de llum de l'estructura 3 (esquerra) i l'estructura 1 (dreta). A partir de la imatge, podem trobar que l’estructura 1 té una ombra lleugera al centre de l’àrea emissora, mentre que la distribució d’intensitat eliminosa de l’estructura 3 és més uniforme.
Aplicacions
En el nostre enfocament mitjançant l'estructura 3, hi ha dos dissenys de circuits diferents per a la sintonia del color clar i la brillantor. En un circuit d’un sol canal que té un simple requeriment del conductor, la cadena CSP blanca i la cadena de xip blau es connecten en paral·lel. Hi ha una resistència fixa de la cadena CSP. Amb la resistència, el corrent de conducció es divideix entre CSPS i xips blaus que es produeixen el canvi del color i la brillantor. Els resultats de sintonia detallats es mostren a la taula 1 i a la figura 6. La corba d’afinació del color dels circuits d’un sol canal que es mostra a la figura 7. El CCT augmenta el corrent de conducció. Ens hem adonat de dos comportaments d’ajustament amb una bulbona halògena convencional emulada l’altra sintonia més lineal. La gamma de CCT ajustable és de 1800k a 3000K.
Taula 1. El flux i el CCT canvien amb el corrent de conducció de Shineon Single-Channel Model 12SA
Fig.7CCT Sintonització juntament amb la corba de BlackBody amb el corrent de conducció a la COB controlada per un sol cannelCircuit (7A) i els dos
Comportaments d’afinació amb relativa luminància en referència a la làmpada halògena (7B)
L’altre disseny utilitza un circuit de doble canal on l’origen ajustable CCT és més ampli que el canal d’un canal únic. El color i la brillantor s’ajusten a la cadena blava i, per tant, requereix una font d’alimentació especial. El color i la brillantor s’ajusten conduint els dos circuits a nivell de corrent i proporció desitjats. Es pot ajustar de 3000k a 5700kas mostrats a la figura 8 del model de channel de doble canal de shineon. El rendiment, així com les funcions d’il·luminació intel·ligent.
Sumari
Els mòduls LED ajustables es van desenvolupar combinant
Paquets d’escala de xip (CSP) i tecnologia a bord (COB). CSPSand Blue Flip Chip estan integrats en una placa COB per aconseguir una gran densitat de potència i uniformitat de color, s'utilitza l'estructura de doble canal per aconseguir una sintonia més àmplia de CCT en aplicacions com la il·luminació comercial. L’estructura d’un sol canal s’utilitza per aconseguir una funció fimnada que emula la làmpada halògena en aplicacions com la llar i l’hospitalitat.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 $ 02017 IEEE
Reconeixement
Els autors voldrien reconèixer el finançament de la investigació i el desenvolupament nacionals
Programa de la Xina (núm. 2016YFB0403900). A més, el suport dels companys de Shineon (Beijing)
Technology CO, també és reconeguda.
Referències
[1] Han, N., Wu, Y.-H. i Tang, Y, "Recerca del dispositiu KNX
Node i desenvolupament basats en el mòdul de la interfície de bus ", 29a Conferència de control xinès (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. i Hong, SH, “Una nova proposta de sistema de gestió de xarxes per a Bacnet i el seu model de referència”, 8a Conferència Internacional d’Informàtica Industrial (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. i Klau GW, "Dalix: Alineació de l'estructura de proteïnes de Dali òptima", transaccions IEEE/ACM sobre biologia computacional i bioinformàtica, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. i Steen Haut, K.,
“Coexistència amb WiFi per a un producte Zigbee de la domòtica” ， IEEE 19è Simposi sobre comunicacions i tecnologia de vehicles al Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX i Huang, YW, "Sistema de lectura automàtic de comptadors basat en la comunicació de línia elèctrica de LonWorks", International Conference on Technology and Innovation (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Auto-sinting a la llum del dia: il·luminació sostenible per a la salut i el benestar", Proceedings of the ARCC Spring Research Conference 2013, mar, 2013
[7] Llibre blanc del grup de ciències de la il·luminació, "Il·luminació: The Way to Health & Productivity", 25 d'abril de 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Evidència preliminar per a un canvi en la sensibilitat espectral del sistema circadià a la nit", Journal of Circadian Rhythms 3:14. Febrer de 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Il·luminació del dia espectral
Simulacions: Computing Circadian Light ", 14a Conferència de la International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, Índia, desembre de 2015.