A CSP-COB alapján hangolható LED modulok
Absztrakt: A kutatások kimutatták, hogy a fényforrások színe és az emberi cirkadián ciklus színe. A környezeti szükségletekhez való behangolás egyre fontosabbá vált a magas színvonalú világítási alkalmazásokban. az emberi érzékenységhez igazították. Az emberi központú fényt (HCL) a változás környezetének megfelelően kell megtervezni, mint például a többcélú létesítmények, az osztálytermek, az egészségügyi ellátás, valamint a légkör és az esztétika megteremtése érdekében. A hangolható LED modulokat a chip -skála csomagok (CSP) és a fedélzeten lévő chip (COB) technológia kombinálásával fejlesztették ki. A CSP -ket egy macskabeszkába integrálják, hogy elérjék a nagy teljesítmény sűrűségét és a szín egységességét, miközben a színes hangolhatóság új funkcióját adják. A kapott fényforrás folyamatosan hangolható a fényes, hűvösebb színű világításból a nap folyamán. Ez a cikk részletezi a LED-modulok tervezését, folyamatát és teljesítményét, valamint annak meleg tompító LED-es és függő fényben történő alkalmazását.
Kulcsszavak:HCl, cirkadián ritmusok, hangolható LED, kettős CCT, meleg tompítás, CRI
Bevezetés
A LED, amint tudjuk, több mint 50 éve működik. A fehér LED -ek közelmúltbeli fejlődése az, ami a nyilvánosság szemébe hozta, mint más fehér fényforrások helyettesítésére, a hagyományos fényforrásokra való felvetéssel - a LED nemcsak az energiamegtakarítás és a hosszú élettartam előnyeit mutatja be, hanem megnyitja az ajtót is Új tervezési rugalmasság a digitalizáláshoz és a színes hangoláshoz. Két elsődleges módszer van a fehér fénykibocsátó diódák (WLED) előállításának, amelyek nagy intenzitású fehér fényt generálnak. Elsődleges színek-Red, zöld és kék-, majd keverje össze három színt a fehér fény képződésére. A másik az, hogy foszfor anyagokat használjon a monokróm kék vagy ibolya LED-es fényt széles spektrumú fehér fényré alakítva, ugyanúgy, mint a fluoreszcens. Vilozmáló munka. Fontos megjegyezni, hogy a termelt fény „fehérsége” lényegében az emberi szemnek való megfelelésre épül.
Az intelligens világítás manapság az intelligens épület és az intelligens város kulcsfontosságú területe. Egyre növekvő számú gyártó vesz részt az intelligens fényvilágítások tervezésében és telepítésében. Az új építés ， Például KNX) BACNETP ', DALI ， ZIGBEE-ZHAZBA' ， PLC-LONWorks stb. Kritikus probléma az, hogy nem tudnak egymással együttműködni egymással (azaz alacsony kompatibilitás és kiterjeszthetőség).
A LED-es luminairusok, amelyek képesek a változó világos színűek, az építészeti világítási piacon vannak a szilárdtest világításának (SSL) korai napjai óta megadó, ha a telepítés sikeres lesz. A LED-es lámpatestekben három alapkategória létezik a színképítés típusában: fehér hangolás, homályos és meleg-hangolás. Mindegyik kategóriát vezeték nélküli adó vezérelhető a Zigbee-vel. Egyéb protokollok, és a hatalom kiépítéséhez vezetnek. Ezen lehetőségek miatt a LED lehetséges megoldásokat kínál a szín vagy a CCT megváltoztatására, hogy megfeleljen az emberi cirkadián ritmusoknak.
Cirkadián ritmusok
A növények és állatok viselkedési és élettani változások mintázatot mutatnak egy körülbelül 24 órás ciklus során, amelyek megismételték az egymást követő napokat-ezek cirkadián ritmusok.
A cirkadián ritmust a melatonin szabályozza, amely az agyban előállított egyik fő hormon. És ez az álmosságot is indukálja. Teljesen belépve az alvás különféle fázisaiba ，, amely kritikus helyreállító idő az ember számára Body.Furthermore ason a cirkadiánus zavarok hatása túlmutat a nap és az éjszakai alvás szempontjából.
A biológiai ritmusokról az emberekben általában többféle módon lehet mérni, az alvás/ébresztés ciklus, a mag testhőmérséklete, a melatoninconcentration, a kortizol -koncentráció és az alfa -amiláz koncentráció 8.Az, de Világos intenzitás ， spektrumeloszlás, időzítés és időtartam befolyásolhatja az emberi cirkadián rendszert. Ez befolyásolja a napi belső órát is. A fény expozíciójának ideje előrehaladhat vagy késleltetheti a theinternal órát. " 555 nm -ig (zöld régió). Az integrált érzékelő és vezérlőrendszerrel ellátott hangolható LED -ek kidolgozhatók az ilyen nagy teljesítményű, egészséges világítási követelmények kielégítésére.
1. ábra: A fény kettős hatással van a 24 órás melatonin profilra, az akut hatásra és a fázisváltoztató hatásra.
Csomagolás
Amikor beállítja a hagyományos halogén fényerejét
Lámpa, a szín megváltozik. A hagyományos LED azonban nem képes hanghőmérsékletet hangolni, miközben megváltoztatja a fényerőt - a hagyományos megvilágítás ugyanolyan változását követi. A korábbi napokban sok izzó LED -et fog használni, különféle CCT LED -ekkel, a PCB BoardTo -nál kombinálva
Változtassa meg a világítási színt a vezetési áram megváltoztatásával. Komplex áramköri fénymodul -tervezésre van szüksége a CCT vezérléséhez, amely nem könnyű feladat a lámpatest gyártó számára. A világítási tervezés előrehaladása dike a kompakt világítótestet, mint például a Spot Lights és a Down Lights, a Forsmall méret, a nagy sűrűségű LED modulok, hogy a Mind a színes hangolás, mind a kompakt fényforrás -követelmények kielégítése, a piacon hangolható színes csövek jelennek meg.
A színképítés három alapszerkezete létezik, az első a meleg CCT CSP és a hűvös CCT CSP-kötés a PCB táblán közvetlenül a 2. ábrán látható. Az ábrán látható szilikonok
( , tele van foszforral, amelyben szilikonetó található, a kettős színű COB modult. A 4. ábra szerint.
4. ábra. Meleg színű CSP és kék flip chip chip (szerkezet 3- Shineon fejlesztés)
A 3. szerkezethez viszonyítva az 1. szerkezetnek három hátránya van:
(A) A különböző CSP fényforrások színes keverése a különböző CCT -kben nem egységes, mivel a CSP fényforrások chipjei által okozott foszfor -szilikon szegregációja;
b) a CSP fényforrása fizikai érintéssel könnyen megsérül;
(c) Az egyes CSP -fényforrások rése könnyű csapdába ejteni a port, hogy a COB lumen csökkentését okozza;
A 2. struktúrának hátrányai is vannak:
a) Nehézség a gyártási folyamatvezérlés és a CIE vezérlés területén;
(b) A színes keverés a különböző CCT -szakaszok között nem egységes, különösen a közeli mező mintázatához.
Az 5. ábra összehasonlítja az MR 16 lámpákat, amelyek a 3. (bal) és az 1. szerkezet (jobbra) fényforrással építettek. A képből azt találhatjuk, hogy az 1. szerkezetnek könnyű árnyéka van a kibocsátó terület közepén, míg a 3. szerkezet theluminous intenzitási eloszlása egységesebb.
Alkalmazások
A 3. struktúrával való megközelítésünkben két különböző áramköri mintázat létezik a világos szín és a fényerő hangolásához. Az egycsatornás áramkörben, amelynek egyszerű illesztőprogram-követelménye van, a fehér CSP húr és a Blue Flip-chip karakterlánc párhuzamosan van csatlakoztatva. A CSP karakterlánc rögzített ellenállása van. Az ellenállás mellett a vezetési áramot a CSP-k és a kék chipek között osztják, ami a szín és a fényerő megváltozását eredményezi. A részletes hangolási eredményeket az 1. táblázat és a 6. ábra mutatja. A 7. ábrán bemutatott egycsatornás áramkör színes hangolási görbéje. A CCT növeli a vezetési áramot. Két hangolási viselkedést rájöttünk az egyik emuláló hagyományos halogén -bulbanddal, a másik lineáris hangolással. A hangolható CCT tartomány 1800k és 3000K között van.
1. táblázat. Flux és CCT változás a Shineon egycsatornás COB 12SA modelljének vezetési áramával
A 7CCCCCCT hangolás és a fekete test görbe vezetési áramával együtt az egycsatornás-circuit vezérelt macskában (7a) és a kettőben
hangolási viselkedés relatív fényerővel a halogén lámpa (7B) vonatkozásában
A másik formatervezés kétcsatornás áramkört használ, ahol a CCT hangolható elrendezése szélesebb, mint az egycsatornás circuit.A CSP String és Blue Flip-chip String, elektromosan elkülönül a szubsztrátumon a két áramkör vezetését a kívánt áramszinten és arányban. Behangolható a Shineon kétcsatornás COB 20Da modell 8. ábráján bemutatott 3000k és 5700 kas között. 2. Táblázat felsorolta a részletes hangolási eredményt, amely szorosan szimulálhatja a napi fényváltozást reggeltől este. áramkörök ， ez a hangolható fényforrás-tőke növeli a kék fénynek való kitettséget a nap folyamán, és csökkenti a kék fénynek való kitettséget éjszaka teljesítmény, valamint intelligens világítási funkciók.
Összefoglalás
A hangolható LED modulokat kombinálással fejlesztették ki
Chip Scale Packages (CSP) és Chip a fedélzeten (COB) technológia. A CSPSand Blue Flip chipet egy COB táblára integrálják a nagy teljesítmény sűrűség és a szín egységesség elérése érdekében, a kétcsatornás szerkezetet a szélesebb CCT hangolás elérésére használják olyan alkalmazásokban, mint a kereskedelmi világítás. Az egycsatornás szerkezetet a halogén lámpás dim- / meleg funkciójának elérésére használják olyan alkalmazásokban, mint az otthoni és a vendéglátás.
978-1-5386-4851-3/17/31,00 $ 02017 IEEE
Nyugtázás
A szerzők el akarják ismerni a Nemzeti Kulcskutatás és Fejlesztés finanszírozását
Kína programja (2016yfb0403900 szám). Ezenkívül a Shineon (Peking) kollégáinak támogatása
A Technology Co, szintén hálásan elismerik.
Referenciák
[1] Han, N., Wu, Y.-H. és Tang, Y, "A KNX eszköz kutatása
Csomópont és fejlesztés a busz interfész modul alapján ", 29. kínai kontroll konferencia (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. és Hong, SH, „A BACNET hálózati menedzsment rendszerének új javaslata és referenciamodellje”, 8. IEEE Ipari Informatikai Konferencia (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I., Andonov R. és Klau GW, „Dalix: Optimális DALI proteinszerkezet-igazítás”, IEEE/ACM tranzakciók a számítási biológiáról és a bioinformatikáról, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. és Steen Haut, K.,
„Egyidejűleg a WiFi-vel az otthoni automatizálási ZigBee-termék számára”. IEEE 19. szimpózium a kommunikációs és járművek technológiájáról a Beneluxban (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX és Huang, YW, "Automatikus mérőszámolórendszer a Lonworks elektromos vezetékkommunikációján alapul", Nemzetközi Technológiai és Innovációs Konferencia (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al., „Automatikus hangolás napfény LED-ekkel: Fenntartható világítás az egészség és a jólét számára”, A 2013. évi ARCC tavaszi kutatási konferencia folyóiratai, 2013. március, március
[7] Világítástudományi csoport fehér könyv, "Világítás: Az út az egészséghez és a termelékenységhez", 2016. április 25.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al., "Előzetes bizonyítékok a cirkadián rendszer spektrális érzékenységének megváltozására éjszaka", Journal of Cirkadian Rhythms 3:14. 2005. február.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spektrális nappali fény
Szimulációk: Cirkadián fény számítástechnikája ", 14. konferencia a Nemzetközi Épület Performance Simulation Association -ről, Hyderabad, India, 2015. december.