Настройващи се LED модули на базата на CSP-COB
Резюме: Изследванията показват, че корелацията между цвета на източниците на светлина и циркадния цикъл на човека. Настройката на сътрудничество с нуждите на околната среда става все по -важно при висококачествени приложения за осветление. Перфектният спектър от светлина трябва да проявява качества, които са най -близки до слънчевата светлина с висока CRI, но е идеално приспособен към човешката чувствителност. Човешката центрична светлина (HCL) трябва да бъде проектирана според средата за промяна, като многофункционални съоръжения, класни стаи ， здравеопазване ， и да се създаде атмосфера и естетика. Настройващите се LED модули са разработени чрез комбиниране на пакети за скала на чип (CSP) и CHIP на борда (COB). CSPs са интегрирани на дъска за COB, за да се постигне висока плътност на мощността и еднаквост на цветовете ，, докато добавя нова функция на цветна настройка. Полученият източник на светлина може да бъде непрекъснато настроен от ярко, по-хладно оцветено осветление през деня до потапяне ， по-топло осветление вечер, тази книга подробно описва дизайна, процеса и работата на LED модулите и приложението му в топло, за да се стигне до топло, за да се стигне до топло.
Ключови думи:HCl, циркадни ритми, регулируем светодиод, двоен CCT, топло затъмняване, CRI
Въведение
Водещият, какъвто знаем, че съществува от повече от 50 години. Неотдавнашното развитие на белите светодиоди е това, което го внесе в обществеността като заместител на други източници на бяла светлина. Спазване на традиционните източници на светлина ， LES Три основни цвята-червено, зелено и синьо-и след това смесете три цвята, за да образувате бяла светлина. Другият е да се използват фосфорни материали за преобразуване на монохроматична синя или виолетова LED светлина в широка спектър на бяла светлина ，, много по същия начин, по който се развива флуоресцентната крушка.
Интелигентното осветление е ключова област в интелигентната сграда и интелигентният град в днешно време. Нарастващ брой производители участват в дизайна и инсталирането на интелигентни осветителни тела в нови конструкции. Последствието е, че огромно количество комуникационни модели се реализира в различни марки продукти ， като knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks и т.н. и и т.н. други (т.е. ниска съвместимост и разширяемост).
LED осветителни тела с възможност за доставяне на различен светлинен цвят са на пазара на архитектурно осветление от ранните дни на твърдото осветление (SSL). Въпреки че цветното настройваемо осветление остава в процес на работа и изисква определено количество домашна работа от спецификатора, ако инсталацията трябва да постигне успех. Има три основни категории типове цветове в LED Luminaires: бяла настройка, приглушаване и пълноцветно настройване. Всички трите категории могат да бъдат контролирани от безжичен предавател с помощта на Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth или други протоколи ， и са твърди за изграждане на захранване.
Циркадни ритми
Растенията и животните проявяват модели на поведенчески и физиологични промени в приблизително 24-часов цикъл, който повтаря през последователни дни-това са циркадните ритъми. Циркадските ритми се влияят от екзогенни и ендогенни ритми.
Циркадният ритъм се контролира от мелатонин, който е един от основните хормони, произведени в мозъка. И тя предизвиква и сънливост. Меланопсиновите рецептори поставят циркадната фаза със синя светлина при проваляне, като изключват производството на мелатонин ". Изпълнение на същите сини дължини на вълната на светлината вечер ще пречи на съня и ще наруши циркадния ритъм. Циркадската десинхронизация предотвратява тялото от напълно ввличане на вози на спаня. body.furthermore ， Влиянието на циркадните прекъсвания се простира отвъд вниманието, като през нощта и сън през нощта.
Относно биологичните ритми при хората могат да бъдат измерени по няколко начина обикновено, цикъл на сън/събуждане, основна телесна температура, мелатониконцентриране, концентрация на кортизол и концентрация на алфа амилаза8.Не светлина е основният синхронизатори на циркадните ритми към местното положение върху Земята ，, защото интензивността на светлината. Clock също. The time of light exposure can either advance or delay theinternal clock".The circadian rhythms will influence the human's performance and comfort etc.The human circadian system is most sensitive tolight at 460nm (blue region of the visiblespectrum), whereas the visual system is mostsensitive to 555nm (green region). So how to use the tunable CCT and intensity to improve the quality of life is becoming more and more Важно. Може да се разработи регулируеми светодиоди с интегрирана сензорна и контролна система, за да отговарят на такива високоефективни, здравословни изисквания за осветление.
Фиг.
Дизайн на пакета
Когато регулирате яркостта на конвенционалния халоген
Лампа, цветът ще бъде променен. Конвенционалният светодиод обаче не е в състояние да настройва цветовата температура, като същевременно променя яркостта ， емулирайки същата промяна на някакво конвенционално осветление. В по -ранните дни много крушки ще използват LED с различни CCT светодиоди, комбинирани на борда на PCB
Променете цвета на осветлението, като промените задвижващия ток. Той се нуждае от сложен дизайн на светлинния модул, за да контролира CCT, което не е лесна задача за производителя на осветителни тела. Докато дизайнът на осветлението напредва ， компактното осветление, като петна светлини и светлини надолу, извиква на размера на светлината, настройващите се цветни кочани, за да се задоволят както цветната настройка, така и на компактните изисквания на източника на светлина, настройващите се цветни кочани се появяват на пазара.
Има три основни структури от типове цветни настройвания, първият, той използва топлата CCT CSP и Cool CCT CSP свързване на платката на PCB директно, илюстрирано на фигура 2. Вторият тип настройване на кочана с LES, изпълнен с множество ивици на различни CCT фосфорни силиконези, показани на фигура
3.Inthis work,a third approach is taking by mixing warm CCT CSP LEDswith blue flip-chips and closely solder attached on a substrate.Then a white reflective silicone dam is dispensed to surround the warm-white CSPs and blue flip-chips.Finally,it is filled with phosphor contained siliconeto complete the dual color COB module as shown in Fig.4.
Фиг.
В сравнение със структурата 3, структура 1 има три недостатъка:
(A) Смесването на цветовете между различните източници на светлина на CSP в различни CCT не е равномерно поради сегрегацията на фосфорния силикон, причинена от чиповете на източниците на CSP светлина;
(б) източникът на светлина на CSP се повреди лесно с физическо докосване;
в) празнината на всеки източник на светлина на CSP е лесна за улавяне на праха, за да се причини намаляване на лумена на кочана;
Структура2 също има своите недостатъци:
а) трудност при контрола на производствените процеси и контрола на CIE;
(б) Смесването на цветовете сред различните секции на CCT не е равномерно, особено за модела на близко поле.
Фигура 5 сравнява MR 16 лампи, изградени с източник на светлина на структура 3 (вляво) и структура 1 (вдясно). От снимката можем да открием, че структурата 1 има лек нюанс в центъра на излъчващата зона, докато разпределението на интензитета на интензитета на структурата 3 е по -равномерно.
Приложения
В нашия подход, използвайки структура 3, има два различни дизайна на веригите за светлинната цвят и настройката на яркостта. В едноканална верига, която има просто изискване за драйвер, белият CSP низ и синият флип-чип низ са свързани паралелно. Има фиксиран резисторин CSP низът. С резистора задвижващият ток е разделен между CSP и сини чипове, в резултат на което промяна на цвета и яркостта. Подробните резултати от настройка са показани в таблица 1 и фигура 6. Кривата на настройката на цветовете на едноканалния циркуис, показана на фигура 7. CCT увеличава задвижващия ток. Разбрахме две поведение на настройка с едно подражание на конвенционалната халогенна крушка, другата по -линейна настройка. Настройващият се обхват на CCT е от 1800k до 3000k.
Таблица1. Смяна на потока и CCT с задвижване на тока на Shineon Single Cob Model 12SA
Фиг.7cct настройка заедно с кривата на черно тяло с задвижващ ток в еднократния COB, контролиран от COB (7A) и двете
Настройване на поведение с относителна осветеност във връзка с халогенната лампа (7b)
Другият дизайн използва двойна канална верига, при която подреждането на регулируемите CCT е по-широка от еднократния канал. It can be tuned from 3000k to 5700Kas shown in Figure 8 of ShineOn dual-channel COB model 20DA.Table 2 listed the detailed tuning result which can closely simulate the day light change from morning to evening.By combining the use of occupancy sensor and control circuits，this tunable light sourcehelps increase exposure to blue light during the day and reduce exposure to blue light during the night，promoting people's well-being and human performance, as както и функциите на интелигентно осветление.
Резюме
Настройващите се LED модули са разработени чрез комбиниране
Пакети за скала на чип (CSP) и чип на борда (COB) технология. CSPSAND Blue Flip чип са интегрирани на дъска за COB за постигане на висока плътност на мощността и цветна равномерност, двойна канална структура се използва за постигане на по-широка настройка на CCT в приложения като търговско осветление. Едноканалната структура се използва за постигане на функция за приглушаване, емулираща халогенна лампа в приложения като дома и гостоприемството.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31,00 02017 IEEE
Признание
Авторите биха искали да признаят финансирането от националните ключови изследвания и разработки
Програма на Китай (№ 2016YFB0403900). Освен това, подкрепа от колегите в Shineon (Пекин)
Technology Co, също е благодарно признат.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Han, N., Wu, Y.-H. и Tang, Y, „Изследване на KNX устройство
Възел и разработка въз основа на модула на интерфейса на шината “, 29 -та китайска конференция за контрол (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. и Hong, SH, „Ново предложение на системата за управление на мрежата за BACNET и неговия референтен модел“, 8-та Международна конференция на IEEE за индустриална информатика (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. и Klau GW, „Dalix: Оптимално изравняване на структурата на протеините на Dali“, IEEE/ACM транзакции по изчислителна биология и биоинформатика, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. и Steen Haut, K.,
„Съвместно съществуване с WiFi за продукт за домашна автоматизация Zigbee“ ， IEEE 19-ти симпозиум за комуникации и автомобилни технологии в Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX и Huang, YW, „Автоматична система за четене на измервателни уреди, базирана на комуникация на електропровода на Lonworks“, Международна конференция за технологии и иновации (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW и др., „Автоматична дневна светлина с светодиоди: устойчиво осветление за здраве и благополучие“, Протоколи от пролетната изследователска конференция на ARCC за 2013 г., март 2013 г.
[7] Бяла книга за наука за осветление, „Осветление: Пътят към здравето и производителността“, 25 април 2016 г.
[8] Figueiro, Mg, Bullough, JD и др. „Предварителни доказателства за промяна в спектралната чувствителност на циркадната система през нощта“, Journal of Circadian Rhythms 3:14. Февруари 2005 г.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Спектрално дневно осветление
Симулации: Изчисляване на циркадната светлина ", 14 -та конференция на Международната асоциация за симулация на сгради, Хайдерабад, Индия, декември 2015 г.