Laditelné LED moduly založené na CSP-Cob
Abstraktní: Výzkum naznačil korelaci mezi barvou světelných zdrojů a lidským cirkadiánním cyklem. Naladění environmentálních potřeb je stále důležitější ve vysoce kvalitních osvětlovacích aplikacích. Perfektní spektrum světla by mělo vykazovat vlastnosti nejblíže k slunečnímu světlu s vysokým CRI, ale je ideálně naladěno na lidskou citlivost. Lidské centrické světlo (HCI) musí být navrženo podle prostředí změn, jako jsou zařízení pro víceúrovňové využití, učebny ， zdravotní péče ， a vytvářet prostředí a estetiku. Laditelné LED moduly byly vyvinuty kombinováním balíčků čipu (CSP) a Chip na palubě (COB). CSP jsou integrovány na desce CAB, aby se dosáhlo vysoké hustoty výkonu a rovnoměrnosti barev ， při přidávání nové funkce laditelnosti barevné.
Klíčová slova:HC1, cirkadiánní rytmy, laditelné LED, duální CCT, teplé stmívání, cri
Zavedení
LED, jak víme, existuje již více než 50 let. Nedávný vývoj bílých LED je to, co ho přivedlo do veřejného oka jako náhradu za jiné zdroje bílého světla. Tři primární barvy-red, zelená a modrá-a pak smíchejte tři barvy za vzniku bílého světla. Druhým je použití fosforových materiálů k přeměně monochromatické modré nebo fialové LED světlo na širokospektrální bílé světlo ，, hodně stejným způsobem, jak zářivkové žárovky.
Inteligentní osvětlení je klíčovou oblastí v inteligentní budově a inteligentním městě. (tj. nízká kompatibilita a rozšiřitelnost).
LED svítidla se schopností dodávat různé barvy světla byly na trhu s architektonickým osvětlením od prvních dnů osvětlení pevného státu (SSL). Přestože osvětlení barevně vyladitelné zůstává prací a vyžaduje určité množství domácích úkolů specifikátorem, pokud má být instalace úspěšná. V LED svítidlech jsou tři základní kategorie typů barevných dolarů: bílé ladění, matné a plnobarevné doladění. Všechny tři kategorie mohou být ovládány bezdrátovým vysílačem pomocí Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth nebo jiné protokoly ， a jsou tvrdé pro budovu.
Cirkadiánní rytmy
Rostliny a zvířata vykazují vzorce behaviorálních a fyziologických změn během přibližně 24 hodin cyklu, který se opakuje během následujících dnů-to jsou cirkadiánní rytmus. Circadian rytmy jsou ovlivněny exogenními a endogenními rytmy.
Cirkadiánní rytmus je řízen melatoninem, který je jedním z hlavních hormonů produkovaných v mozku. A to také indukuje ospalost. Melanopsinové receptory nastavují cirkadiánní fázi s modrým světlem po bvizení vypnutím produkce melatoninu “. Expozice stejným modrým vlnovým délkám světla ve večerních hodinách narušuje spánek a narušuje cirkadiánní rytmus. Body.Furthermos ， Dopad cirkadiánního narušení přesahuje všímavost den a spánek v noci.
O biologických rytmech u lidí lze měřit několika způsoby, obvykle, cyklus spánku/probuzení, teplota tělesné teploty, melatoninconcentration, koncentrace kortizolu a koncentrace alfa amylázy8.Ale světlo je primární synchronizátory cirkadiánského rytmu na místní polohu na Zemi ， protože distribuce Spertrum může ovlivňovat lidský ciríčka, která má vliv na lidský cirín. také. Doba expozice světla může buď postupovat nebo zpožďovat vnitřní hodiny “. Cirkadiánní rytmy ovlivní výkon a pohodlí člověka atd. Lidský cirkadiánní systém je nejcitlivější při 460 nm (modrá oblast vidiblespectrum), takže je to, co je více a zvyšuje kvalitu, je to více a důležitější je, že je to více a důležitější je, že je více a důležitější je život. Laditelné LED diody s integrovaným systémem snímání a kontroly mohou být vyvinuty tak, aby splňovaly takové vysoce výkonné požadavky na zdravé osvětlení.
Obr.1 Světlo má dvojí účinek na 24hodinový profil melatoninu, akutní účinek a účinek fázového posunu.
Návrh balíčku
Když upravíte jas konvenčního halogenu
Lampa, barva se změní. Konvenční LED však není schopna naladit teplotu barvy při změně jasu ， emulace stejné změny nějakého konvenčního osvětlení. V dřívějších dnech bude mnoho žárovek používat LED s různými LED CCT kombinovanými na desce PCB
Změňte barvu osvětlení změnou hnacího proudu. Vyžaduje komplexní návrh modulu světského světla pro ovládání CCT, což není snadný úkol pro výrobce svítidel. Vzhledem k tomu, že se rozvíjí osvětlení ， Kompaktní svítidlo, jako jsou bodová světla a dolní světla, vyvolává na trhu vycházející s vysokou hustotou LED moduly.
Existují tři základní struktury typů barevných doladění, první, používá teplé CSP CSP a chladné vazby CSP CSP na desce PCB přímo, znázorněné na obrázku 2. Druhý typ laditelný klas s LES naplněný několika pruhy různých fosforových silikonů CCT znázorněných na obrázku na obrázku
3.Jentská práce, třetí přístup přijímá smícháním teplého CSC CSP LEDSwith Blue Flip-Chips a úzce pájenou na substrátu. Poté je bílá reflexní silikonová přehrada vydána tak, aby obklopovala modul teplé bílé CSP a modré flip-čipy. Konečně je naplněna fosforem obsaženým siliconeto.
Obr.
Ve srovnání se strukturou 3 má struktura 1 tři nevýhody:
(A) Míchání barev mezi různými zdroji světelných světelných zdrojů v různých CCT není jednotné kvůli segregaci fosforového silikonu způsobeného čipy zdrojů světelného světla CSP;
b) zdroj světelného světla CSP je snadno poškozen fyzickým dotykem;
(c) mezera každého zdroje světelného světla CSP je snadné zachytit prach, aby způsobil redukci lumen klasů;
Structure2 má také své nevýhody:
(a) Obtížnost při řízení výrobních procesů a řízení CIE;
(b) Míchání barev mezi různými řezy CCT není jednotné, zejména pro vzorec blízkého pole.
Obrázek 5 porovnává MR 16 lamp vytvořených se světelným zdrojem struktury 3 (vlevo) a strukturou 1 (vpravo). Z obrázku můžeme zjistit, že struktura 1 má ve středu emitující oblasti světlý odstín, zatímco distribuce intenzity struktury 3 je jednotnější.
Aplikace
V našem přístupu pomocí struktury 3 existují dva různé konstrukce obvodů pro barvu světla a ladění jasu. V obvodu s jedním kanálem, který má jednoduchý požadavek na ovladač, jsou bílý řetězec CSP a modrý řetězec flip-chip připojeni paralelně. S rezistorem je hnací proud rozdělen mezi CSPS a modrými čipy, což vede ke změně barvy a jasu. Podrobné výsledky ladění jsou uvedeny v tabulce 1 a 6. Křivka ladění barev jednokanálových obvodů znázorněných na obrázku 7. CCT zvyšuje hnací proud. Uvědomili jsme si dva ladicí chování s jedním emulačním konvenčním halogenovým bulbandem druhý lineární ladění. Laditelný rozsah CCT je od 1800 k 3000 K.
Tabulka1. Změna toku a CCT s hnacím proudem Shineon Singeon Single-Chanel Cob Model 12SA
Obr.7cct ladění spolu s křivkou Blackbody s hnacím proudem v jednorázovém klasu kontrolovaném klasu (7a) a dva
Naladění chování s relativním jasem s odkazem na halogenovou lampu (7b)
Druhý design používá duální kanálový obvod, kde je laditelný uspořádání CCT širší než jednorázový obvod. CSP Stringand Blue Flip-Chip Stringare elektricky oddělený na substrátu, a proto vyžaduje speciální napájecí zdroj. Barva a jas je vyladěny poháněním dvou obvodů v požadované úrovni proudu a poměru. Může být naladěn z 3000 kk na 5700 kasu znázorněných na obrázku 8 shineonového duálního kanálu Cob Model 20DA.table 2 uvádí podrobný výsledek ladění, který může pečlivě simulovat denní změnu světla od rána do večera. výkon, stejně jako funkce inteligentního osvětlení.
Shrnutí
Laditelné LED moduly byly vyvinuty kombinováním
Technologie Chip Scale Packages (CSP) a Chip na palubě (COB). CSPSand Blue Flip Chip je integrován na desce COB, aby se dosáhlo vysoké hustoty výkonu a rovnoměrnosti barev, dvoukanálová struktura se používá k dosažení širšího ladění CCT v aplikacích, jako je komerční osvětlení. Struktura s jedním kanálem se používá k dosažení dim-warm-warm funkce emulační halogenové lampy v aplikacích, jako je domov a pohostinnost.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 $ 02017 IEEE
Potvrzení
Autoři by rádi ocenili financování z národního klíčového výzkumu a vývoje
Čínský program (č. 2016YFB0403900). Kromě toho podpora kolegů v Shineonu (Peking)
Technology Co, je také vděčně uznána.
Reference
[1] Han, N., Wu, Y.-H. a Tang, Y, „Výzkum zařízení KNX
Uzel a vývoj založený na modulu rozhraní sběrnice ", 29. čínská kontrolní konference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. a Hong, SH, „Nový návrh systému správy sítě pro BACNET a jeho referenční model“, 8. mezinárodní konference IEEE o průmyslové informatice (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. a Klau GW, „Dalix: Optimální zarovnání struktury proteinu Dali“, IEEE/ACM transakce o výpočetní biologii a bioinformatice, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. a Steen Haut, K.,
„Koexistence s WiFi pro domácí automatizaci Zigbee“ ， IEEE 19. sympozium o komunikaci a automobilové technologii v Beneluxu (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX a Huang, YW, „Automatický systém čtení měřičů založený na komunikaci Lonworks“, Mezinárodní konference o technologiích a inovacích (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, „Day-doladění denního světla s LED: udržitelné osvětlení pro zdraví a pohodu“, Sborník z jarních výzkumných konference ARCC 2013, březen 2013
[7] Bílá kniha o vědecké skupině osvětlení, „Osvětlení: Cesta ke zdraví a produktivitě“, 25. dubna 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, „Předběžné důkazy o změně spektrální citlivosti cirkadiánního systému v noci“, Journal of Circadian Rhytms 3:14. Únor 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, „Spektrální denní světlo
Simulace: Výpočetní cirkadiánní světlo ", 14. konference mezinárodní asociace simulací výkonu budov, Hyderabad, Indie, prosinec 2015.