Tunable LED модули засновани на CSP-COB
Апстракт: Истражувањата укажуваат на корелација помеѓу бојата на изворите на светлина и човечкиот цирдијански циклус. Подесувањето на колото до потребите на животната средина стана сè поважно во апликациите за осветлување со висок квалитет. Совршен спектар на светлина треба да покаже квалитети најблиску до сончевата светлина со висока CRI, но е идеално Притиснат на човечката чувствителност. Човечка светлина (HCL) треба да биде дизајнирана според промената на животната средина, како што се објекти за повеќекратна употреба, училници ， здравствена заштита ， и да создаде амбиент и естетика. Подготвени LED модули беа развиени со комбинирање на пакети со скала со чипови (CSP) и CHIP на одборот (COB) технологија. CSPs се интегрирани на табла за пастари за да се постигне висока густина на моќност и униформност на бојата - додека додава нова функција на прилагодливост на бојата. Резултираниот извор на светлина може постојано да се подесува од светло, поладно обоено осветлување во текот на денот за да се затемни - потопло осветлување во вечерните часови, во вечерните часови, Овој труд ги детализира дизајнот, процесот и перформансите на LED модулите и неговата примена во светло за затемнување на светло и приврзок.
Клучни зборови:HCL, циркадијански ритам, поволно LED, двоен CCT, топло затемнување, CRI
Вовед
ЛЕР како што знаеме дека е околу 50 години. Неодамнешниот развој на бели LED диоди е она што го донесе во очите на јавноста како замена за други извори на бела светлина. Нова флексибилност во дизајнот за дигитализација и подесување на бојата. Постојат два основни начини на производство на диоди што емитуваат бело светло (WLED) кои генерираат бела светлина со висок интензитет. Едно е да се користат индивидуални LED диоди кои емитираат три основни бои-црвена, зелена и сина-и потоа измешајте три бои за да формирате бела светлина. Другата е да се користат фосфорни материјали за да се претвори монохроматска сина или виолетова LED светлина во бела светлина со широк спектар ，, многу на ист начин Работа на флуоресцентни сијалици. Важно е да се напомене дека „белината“ од произведената светлина е во суштина дизајнирана за да одговара на човечкото око - и во зависност од ситуацијата не може секогаш да биде соодветно да се размислува за тоа како бела светлина.
Паметното осветлување е клучна област во паметната зграда и паметниот град во денешно време. Зголемување на бројот на производители учествуваат во дизајнирање и инсталирање на паметни осветлувања нови конструкции. Последицата е дека огромна количина на модели на комуникација се спроведува во различни брендови на производи ， Како што е knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks, итн. Еден критичен проблем во сите овие производи е тоа што тие не можат Интенерски едни со други (т.е., мала компатибилност и проширување).
LED светилките со можност да испорачаат различна светлина во боја се на пазарот на архитектонски осветлување уште од раните денови на осветлување со цврста состојба (SSL). Иако, осветлувањето што може да се прилагоди во боја останува работа во тек и бара одредена количина на домашни задачи од страна на спецификатор ако инсталацијата треба да биде успешна. Постојат три основни категории на типови на подесување во боја во LED светилки: бело подесување, слабо-топло и подесување со целосна боја. Сите трите категории можат да бидат контролирани од безжичен предавател со употреба на Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth или Други протоколи ， и се напорни за градење моќ. Бидејќи на овие опции, ЛЕР обезбедува можни решенија за промена на бојата или CCT за да се сретне со човечкиот цирдијан ритам.
Цирдијански ритам
Растенијата и животните покажуваат обрасци на однесување и физиолошки промени во текот на циклусот приближно 24-часовно, кои се повторуваат во последователни денови-овие се цирдијански ритами. Циркурските ритами се под влијание на егзогени и ендогени ритами.
Кјакдијанскиот ритам е контролиран од мелатонин, кој е еден од најголемите хормони произведени во мозокот. И тоа предизвикува поспаност исто така. Меланопсин рецепторите ја поставуваат циркадијанската фаза со сина светлина што се одвива со исклучување на производството на мелатонин ". Изложбата на истите сини бранови должини на светлината во вечерните часови ќе се мешаат во спиењето и ќе го нарушат цирдијанскиот ритам. Кркдијанскиот десинхронизација го спречува телото од телото. Целосно влегување во различните фази на спиење ， што е критично реставративно време за човекот Тело.Порамото - влијанието на циркадијанското нарушување се протега надвор од умственоста на денот и спиењето во текот на ноќта.
За биолошките ритми кај луѓето можат да се мерат на неколку начини обично, циклусот на спиење/будење, основна температура на телото, мелатонинконоцентрација, концентрација на кортизол и концентрација на алфа амилаза8. Но, светлината е примарни синхронизатори на цирдијанскиот ритам до локалната позиција на Земјата ， Интензитет на светлина ， Дистрибуција на спектар, тајмингот и времетраењето можат да влијаат на човечкиот цирдијански систем. Тоа влијае и на дневниот внатрешен часовник исто така. Времето на изложеност на светлина може да го унапреди или одложи интересот на часовникот “. Кракдијанскиот ритам ќе влијае на перформансите и удобноста на човекот итн. до 555nm (зелен регион). Важно. Може да се развијат LED диоди за прилагодување со интегрирано сензори и контролен систем за да се исполнат таквите високи перформанси, здрави барања за осветлување.
Сл.1 Светлината имаат двојно дејство врз 24-часовниот профил на мелатонин, акутен ефект и ефектот на менување на фазата.
Дизајн на пакет
Кога ја прилагодувате осветленоста на конвенционалниот халоген
Светилка, бојата ќе се смени. Како и да е, конвенционалното ЛЕР не е во состојба да ја прилагоди температурата на бојата, додека ја менува осветленоста - имитирајќи истото промена на некое конвенционално осветлување. Во претходните денови, многу сијалици ќе користат LED со различни LED диоди на CCT во комбинација на PCB -таблата
Променете ја бојата на осветлувањето со промена на струјата за возење. Потребно е комплексен дизајн на модул на светло на кола за контрола на CCT, што не е лесна задача за производителот на светилки. Како што напредува дизајнот на осветлување ， Компактната тела за осветлување, како што се светлата на самото место и светлата, ги повикува големината на Forsmall, LED модулите со висока густина, со цел да се одржи Задоволете ги и подесувањето на бојата и компактните барања за извор на светлина, на пазарот се појавуваат патеки за подесување во боја.
Постојат три основни структури на типови на подесување во боја, први, ги користи топлото CCT CSP и ладното CCT CSP врзување на таблата PCB директно илустрирани на Слика 2. Вториот тип Tunable COB со LES исполнет со повеќе ленти од различен CCT фосфор силикони прикажани на слика
3.Витис работа, третиот пристап е преземање со мешање на топли CCT CSP LEDSWITH сини флип-чипови и тесно лемење прикачени на подлогата. , тој е исполнет со фосфор содржан силиконет, го комплетира модулот со двојна боја на пајажина, како што е прикажано на Сл.4.
Сл.
Споредувајќи се со структурата 3, структурата 1 има три неповолни страни:
(а) мешање на бојата меѓу различните извори на светлина на CSP во различни CCT не е униформа заради сегрегацијата на фосфорниот силикон предизвикан од чиповите на изворите на светлина на CSP;
(б) изворот на светлина на CSP е оштетен лесно со физички допир;
(в) Јазот на секој извор на светлина на CSP е лесен за стапица на прашина за да предизвика намалување на луменот на пајажина;
Структура2 исто така има свои недостатоци:
(а) тешкотија во контролата на процесот на производство и контролата на CIE;
(б) Мешањето на бојата меѓу различните делови за CCT не е униформа, особено за моделот на блиско поле.
Слика 5 ги споредува г -дин 16 ламби изградени со извор на светлина на структурата 3 (лево) и структура 1 (десно). Од сликата, можеме да ја најдеме структурата 1 има лесна сенка во центарот на областа за емитување, додека дистрибуцијата на интензитет на интензитет на структурата 3 е повеќе униформа.
Апликации
Во нашиот пристап со употреба на Структура 3, постојат два различни дизајни на колото за подесување на светло и подесување на осветленоста. Во едноканално коло кое има едноставен услов за возач, низата бела CSP и сина флип-чип се поврзани паралелно. Постои фиксен отпорник на низата CSP. Со отпорот, струјата на возење е поделена помеѓу CSP и сините чипови што резултира во промена на бојата и осветленоста. Деталните резултати од подесување се прикажани во Табела 1 и Слика 6. Кривата на подесување на бојата на едноканалното коло прикажано на Слика 7. CCT ја зголемува струјата на возењето. Сфативме две однесување на подесување со едното имитирање на конвенционална халогенска сијалица, другиот повеќе линеарно подесување. Опсегот на прилагодлива CCT е од 1800K до 3000k.
Табела 1. Промена на флукс и CCT со струја на возење на Shoyon единечен COB Model 12SA
Сл.
Подесување на однесување со релативна осветленост во однос на халогената ламба (7б)
Другиот дизајн користи двојно канално коло каде што аранжманот за прилагодување на CCT е поширок од единечниот канал. Возење на двете кола на посакувано ниво на струја и сооднос. Може да се подеси од 3000k до 5700KAs прикажани на Слика 8 од Seadon Dual-Connel COB Model 20da.table 2 го наведе деталниот резултат на подесување што може тесно да симулира промена на дневната светлина од утро до вечер. Со комбинирање на употреба на сензор за окупација и контрола Колови ， Овој прилагодлив извор на светлина ја зголемува изложеноста на сина светлина во текот на денот и ја намалува изложеноста на сина светлина во текот на ноќта-промовирајќи ја благосостојбата на луѓето и Човечки перформанси, како и функции на паметно осветлување.
Резиме
Погодни LED модули беа развиени со комбинирање
Пакети со скала со чипови (CSP) и CHIP на одборот (COB) технологија. CSPSand синиот флип чип се интегрира на табла за ковчези за да се постигне голема густина на моќност и униформност во боја, структурата со двојна канали се користи за да се постигне пошироко подесување на CCT во апликации како комерцијално осветлување. Едноканална структура се користи за да се постигне функција за слабост до топла, што емулира халогенска ламба во апликации како дома и гостопримство.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 $ 02017 IEEE
Признание
Авторите би сакале да го признаат финансирањето од Националното клучно истражување и развој
Програма на Кина (бр. 2016YFB0403900). Покрај тоа, поддршка од колегите во Шајон (Пекинг)
Технолошкиот ко, исто така е благодарно признат.
Референци
[1] Хан, Н., Ву, Ј.Х. и Танг, y, „Истражување на уредот KNX
Јазол и развој врз основа на модулот за автобуски интерфејс “, 29 -та кинеска контролна конференција (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Парк, Т. и Хонг, Ш.
[3] Wohlers I, Andonov R. and Klau GW, „Dalix: Optimal Dali Protein Structure Ulignment“, IEEE/ACM трансакции за компјутерска биологија и биоинформатика, 10, 26-36.
[4] Домингез, Ф, Тухафи, А., Тиет, Ј и Стин Хаут, К.,
„Соживот со WiFi за домашна автоматизација Zigbee производ“-IEEE 19-ти симпозиум за комуникација и технологија на возила во Бенелукс (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Лин, WJ ， WU, QX and Huang, YW, „Систем за читање на автоматски мерачи заснован на комуникација со електрична енергија на Lonworks“, Меѓународна конференција за технологија и иновации (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Елис, ЕВ, Гонзалез, ЕВ и др.
[7] Бела хартија за наука за осветлување, „Осветлување: Патот до здравјето и продуктивноста“, 25 април 2016 година.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, „Прелиминарни докази за промена на спектралната чувствителност на циркадијанскиот систем во текот на ноќта“, Journal of Cicradian Rhytms 3:14. Февруари 2005 година.
[9] Инаничи, М, Бренан, М, Кларк, Е, „Спектрално дневно светло
Симулации: Компјутерска цирдијанска светлина “, 14 -та конференција на Меѓународно здружение за симулација на перформанси во градежништвото, Хајдерабад, Индија, декември 2015 година.