Nakatutuwang mga module ng LED batay sa CSP-COB
Abstract: Ang pananaliksik ay nagpahiwatig ng ugnayan sa pagitan ng kulay ng mga ilaw na mapagkukunan at siklo ng circadian ng tao.Color tuning sa mga pangangailangan sa kapaligiran Nakalusot sa pagiging sensitibo ng tao. Ang isang Human Centric Light (HCL) ay kailangang ma-engineered alinsunod sa pagbabago ng kapaligiran tulad ng mga pasilidad na ginagamit ng maraming, silid-aralan ， pangangalaga sa kalusugan ， at upang lumikha ng kapaligiran at aesthetics. Ang mga naka -tono na mga module ng LED ay binuo sa pamamagitan ng pagsasama -sama ng mga pakete ng chip scale (CSP) at teknolohiya ng chip sa board (COB). Ang mga CSP ay isinama sa isang board ng COB upang makamit ang mataas na density ng kuryente at pagkakapareho ng kulay ， habang nagdaragdag ng bagong pag -andar ng kulay na tunility.Ang nagreresultang ilaw na mapagkukunan ay maaaring patuloy na mai -tono mula sa maliwanag, mas malamig na kulay na pag -iilaw sa araw na dimmer ， mas mainit na pag -iilaw sa gabi, Ang papel na ito ay detalyado ang disenyo, proseso, at pagganap ng mga module ng LED at ang application nito sa pag-init na humantong sa ilaw at pendant light.
Mga pangunahing salita:HCl, circadian rhythms, tunable LED, dual CCT, mainit na dimming, CRI
Panimula
Ang LED tulad ng alam natin na ito ay nasa loob ng higit sa 50 taon. Ang kamakailang pag -unlad ng mga puting LED ay kung ano ang nagdala nito sa mata ng publiko bilang isang kapalit para sa iba pang mga puting ilaw na mapagkukunan.Pagsasagawa sa tradisyunal na mapagkukunan ng ilaw ， humantong hindi lamang nagtatanghal ng mga pakinabang ng pag -save ng enerhiya at mahabang buhay, ngunit binubuksan din ang pintuan sa bagong kakayahang umangkop sa disenyo para sa pag-digitize at pag-tune ng kulay. Lumabas ng tatlong pangunahing kulay-Red, Green, at Blue-at pagkatapos ay ihalo ang tatlong kulay upang mabuo ang puting ilaw. Ang isang fluorescent light bombilya ay mahalaga na tandaan na ang 'kaputian'of ang ilaw na ginawa ay mahalagang inhinyero upang umangkop sa mata ng tao ， at depende sa sitwasyon na maaaring hindi palaging angkop na isipin ito bilang puting ilaw.
Ang Smart Lighting ay isang pangunahing lugar sa Smart Building at Smart City Nowadays.Ang Pagdaragdag ng Bilang ng mga Tagagawa ay Nakikibahagi sa Disenyo at Pag -install ng Smart Lightingsin Bagong Konstruksyon.Ang kinahinatnan ay ang isang malaking halaga ng mga pattern ng komunikasyon ay ipinatupad sa iba't ibang mga tatak ng mga produkto ， Tulad ng knx) bacnetp ', Dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks, atbp. Isang kritikal na problema sa lahat ng mga produktong ito ay hindi sila maaaring makialam sa bawat isa (ibig sabihin, mababang pagiging tugma at pagpapalawak).
Ang mga LED luminaires na may kakayahang maghatid ng iba't ibang kulay ng ilaw ay nasa merkado ng pag-iilaw ng arkitektura mula pa noong mga unang araw ng solid-state lighting (SSL) .Kaya, ang pag-iilaw ng kulay ay nananatiling isang gawain sa pag-unlad at nangangailangan ng isang tiyak na halaga ng araling-bahay ng Specifier kung ang pag -install ay maging matagumpay. Mayroong tatlong pangunahing mga kategorya ng mga uri ng pag-tune ng kulay sa mga LED luminaires: puting pag-tune, dim-to-warm, at full-color-tuning. Iba pang mga protocol ， at hardwired sa pagbuo ng kapangyarihan.because ng mga pagpipiliang ito, ang LED ay nagbibigay ng mga posibleng solusyon upang mabago ang kulay o CCT upang matugunan ang mga ritmo ng circadian ng tao.
Mga Rhythms ng Circadian
Ang mga halaman at hayop ay nagpapakita ng mga pattern ng pag-uugali at physiological na pagbabago sa humigit-kumulang na 24 na oras na ikot na umuulit sa sunud-sunod na mga araw-ito ay mga ritmo ng circadian.Circadian ritmo ay naiimpluwensyahan ng mga exogenous at endogenous rhythms.
Ang ritmo ng circadian ay kinokontrol ng melatonin na kung saan ay isa sa mga pangunahing hormone na ginawa sa utak. At ipinapahiwatig nito ang pagtulog din.Melanopsin Receptors Itinakda ang circadian phase na may asul na ilaw na nagpapatuloy sa pamamagitan ng pag -shut down ng paggawa ng melatonin ".Exposure sa parehong asul na haba ng haba ng ilaw sa gabi ay makagambala sa pagtulog at guluhin ang rital ng circadian. ganap na pagpasok sa iba't ibang mga yugto ng pagtulog ， na kung saan ay isang kritikal na oras ng pagpapanumbalik para sa katawan ng tao.Furthermore ， ang epekto ng pagkagambala ng circadian ay umaabot sa kabila ng pag -iisip ng araw at pagtulog sa gabi.
Tungkol sa mga biological ritmo sa mga tao ay maaaring masukat sa maraming mga paraan karaniwang, pagtulog/paggising cycle, temperatura ng pangunahing katawan, melatoninconcentration, konsentrasyon ng cortisol, at alpha amylase concentration8.but light ang pangunahing mga synchronizer ng mga ritmo ng circadian sa lokal na posisyon sa lupa ， dahil ang mga Light intensity ， Ang pamamahagi ng spectrum, tiyempo at tagal ay maaaring makaimpluwensya sa sistema ng circadian ng tao.Ito ay nakakaapekto sa pang -araw -araw na panloob na orasan din. Ang oras ng light exposure ay maaaring mag -advance o maantala ang orasan ng orasan ".Ang mga ritmo ng circadian ay maimpluwensyahan ang pagganap at ginhawa ng tao atbp. sa 555Nm (berdeng rehiyon). Ang integrated sensing at control system ay maaaring mabuo upang matugunan ang naturang mataas na pagganap, malusog na mga kinakailangan sa pag -iilaw.
Ang Fig.1 Light ay may dual na epekto sa 24 na oras na profile ng melatonin, talamak na epekto at epekto ng paglilipat ng phase.
Disenyo ng Package
Kapag inaayos mo ang ningning ng maginoo na halogen
Lamp, mababago ang kulay. Gayunpaman, ang maginoo na LED ay hindi magagawang i -tune ang temperatura ng kulay habang binabago ang ningning ， tularan ang parehong pagbabago ng ilang maginoo na pag -iilaw. Sa mga naunang araw, maraming mga bombilya ang gagamit ng LED na may iba't ibang mga LED ng CCT na pinagsama sa PCB boardto
Baguhin ang kulay ng pag -iilaw sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang pagmamaneho. Kailangan nito ang kumplikadong disenyo ng circuit light module upang makontrol ang CCT, na hindi madaling gawain para sa tagagawa ng luminaire. Masiyahan ang parehong kulay ng pag -tune at compact na mga kinakailangan sa mapagkukunan ng ilaw, lumilitaw ang mga naka -tono na cobs ng kulay sa merkado.
Mayroong tatlong pangunahing mga istruktura ng mga uri ng pag-tune ng kulay, ang una, ginagamit nito ang mainit na CCT CSP at cool na CCT CSP bonding sa PCB board nang direkta na isinalarawan sa Larawan 2.Ang pangalawang uri ng tunable cob na may LES na puno ng maraming mga guhitan ng iba't ibang mga CCT phosphor Ang mga siliconesas na ipinakita sa figure
3.Ang trabaho, ang isang pangatlong diskarte ay kumukuha sa pamamagitan ng paghahalo ng mainit na CCT CSP Ledswith Blue Flip-Chips at malapit na panghinang na nakadikit sa isang substrate. , napuno ito ng posporo na naglalaman ng Siliconeto kumpletuhin ang dalawahang kulay ng module ng cob tulad ng ipinapakita sa Fig.4.
Fig.4 Mainit na Kulay CSP at Blue Flip Chip Cob (Istraktura 3- Pag-unlad ng Shineon)
Ang paghahambing sa istraktura 3, ang istraktura 1 ay may tatlong kawalan:
.
(b) ang mapagkukunan ng ilaw ng CSP ay madaling masira sa isang pisikal na ugnay;
(c) Ang agwat ng bawat mapagkukunan ng ilaw ng CSP ay madaling ma -trap ang alikabok upang maging sanhi ng pagbawas ng cob lumen;
Ang istraktura2 ay mayroon ding mga kawalan nito:
(a) kahirapan sa control control ng proseso ng paggawa at control ng CIE;
(b) Ang paghahalo ng kulay sa iba't ibang mga seksyon ng CCT ay hindi pantay, lalo na para sa malapit na pattern ng patlang.
Inihahambing ng Figure 5 ang mga lampara ng MR 16 na binuo gamit ang ilaw na mapagkukunan ng istraktura 3 (kaliwa) at istraktura 1 (kanan). Mula sa larawan, mahahanap natin ang istraktura 1 ay may light shade sa gitna ng paglabas ng lugar, habang ang theluminous intensity na pamamahagi ng istraktura 3 ay mas pantay.
Mga Aplikasyon
Sa aming diskarte gamit ang istraktura 3, mayroong dalawang magkakaibang disenyo ng circuit para sa ilaw na kulay at pag -tune ng ilaw. Sa isang solong-channel circuit na may isang simpleng kinakailangan sa driver, ang puting CSP string at asul na flip-chip string ay konektado sa kahanay.There ay isang nakapirming risistorin ang string ng CSP. Sa risistor, ang kasalukuyang pagmamaneho ay nahahati sa pagitan ng mga CSP at asul na chips na nagreresulta sa pagbabago ng kulay at ningning.Ang detalyadong mga resulta ng pag-tune ay ipinapakita sa Talahanayan 1 at Larawan 6. Ang curve ng pag-tune ng kulay ng single-channel circuitis na ipinapakita sa Figure7. Ang CCT ay nagdaragdag ng kasalukuyang pagmamaneho. Napagtanto namin ang dalawang pag -uugali sa pag -tune na may isang emulate na maginoo na halogen bulband ang iba pang mas linear na pag -tune. Ang nakakabit na saklaw ng CCT ay mula 1800K hanggang 3000K.
Table1. Pagbabago ng Flux at CCT Sa Pagmamaneho Kasalukuyang ng Shineon Single-Channel Cob Model 12SA
Fig.7CCT Pag-tune kasama ang curve ng Blackbody na may pagmamaneho kasalukuyang sa single-channelcircuit na kinokontrol na COB (7A) at ang dalawa
Ang pag -tune ng mga pag -uugali na may kamag -anak na luminance na tumutukoy sa lampara ng halogen (7B)
Ang iba pang disenyo ay gumagamit ng isang dual-channel circuit kung saan ang CCT tunable na pag-aayos ay mas malawak kaysa sa single-channelcircuit.the csp stringand asul na flip-chip stringare electrically hiwalay sa substrate at sa gayon nangangailangan ito ng espesyal na supply ng kuryente.Ang kulay at ningning ay nakatutok sa pamamagitan ng Pagmamaneho ng dalawang circuit sa nais na kasalukuyang antas at ratio. Maaari itong mai-tono mula sa 3000K hanggang 5700kas na ipinakita sa Figure 8 ng Shineon Dual-Channel Cob Model 20DA.Table 2 nakalista ang detalyadong resulta ng pag-tune na maaaring malapit na gayahin ang pagbabago ng ilaw sa araw mula umaga hanggang gabi.By na pinagsasama ang paggamit ng sensor ng trabaho at kontrol Ang mga circuit ， ang naka-tono na ilaw na mapagkukunan ay nagdaragdag ng pagkakalantad sa asul na ilaw sa araw at bawasan ang pagkakalantad sa asul na ilaw sa gabi ， nagtataguyod ng kagalingan ng tao at pagganap ng tao, pati na rin bilang matalinong pag -andar ng pag -iilaw.
Buod
Ang mga naka -tono na mga module ng LED ay binuo sa pamamagitan ng pagsasama
Chip scale packages (CSP) at chip sa board (COB) na teknolohiya. Ang CSPSand Blue Flip Chip ay isinama sa isang COB board upang makamit ang mataas na density ng kuryente at pagkakapareho ng kulay, ang dual-channel na istraktura ay ginagamit upang makamit ang mas malawak na pag-tune ng CCT sa mga aplikasyon tulad ng komersyal na pag-iilaw. Ang istraktura ng solong-channel ay ginagamit upang makamit ang dim-to-warm function na ginagaya ang halogen lamp sa mga aplikasyon tulad ng bahay at mabuting pakikitungo.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
Pagkilala
Ang mga may -akda ay nais na kilalanin ang pondo mula sa National Key Research and Development
Program ng China (Hindi. 2016YFB0403900). Bilang karagdagan, ang suporta mula sa mga kasamahan sa Shineon (Beijing)
Ang Technology Co, ay nagpapasalamat din na kinikilala.
Mga Sanggunian
[1] Han, N., Wu, Y.-H. at Tang, Y, "Pananaliksik ng KNX Device
Node at pag -unlad batay sa module ng interface ng bus ", 29th Chinese Control Conference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. at Hong, SH, "Isang Bagong Panukala ng Sistema ng Pamamahala ng Network para sa Bacnet at Modelong Sanggunian", Ika-8 na IEEE International Conference on Industrial Informatics (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. at Klau GW, "Dalix: Optimal Dali Protein Structure Alignment", IEEE/ACM Transaksyon sa Computational Biology at Bioinformatics, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. at Steen Haut, K.,
"Coexistence with WiFi para sa isang Home Automation Zigbee Product" ， IEEE 19th Symposium on Communications and Vehicular Technology sa Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX at Huang, YW, "Awtomatikong Meter Reading System Batay sa Power Line Communication of Lonworks", International Conference on Technology and Innovation (ITIC 2009), 2009,1-5.
.
[7] Lighting Science Group White Paper, "Pag -iilaw: Ang Daan sa Kalusugan at Produktibo", Abril 25, 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Paunang katibayan para sa isang pagbabago sa spectral sensitivity ng circadian system sa gabi", Journal of Circadian Rhythms 3:14. Pebrero 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spectral Daylighting
Mga Simulasyon: Computing Circadian Light ", 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, India, Dis.2015.