Agordigeblaj LED-Moduloj Bazitaj sur CSP-COB
Resumo: Esplorado indikis la korelacion inter koloro de lumfontoj kaj homa cirkadia ciklo.Koloragordado al mediaj bezonoj fariĝis pli kaj pli grava en altkvalitaj lumaj aplikoj. Perfekta spektro de lumo devus elmontri kvalitojn plej proksimajn al sunlumo kun alta CRI, sed estas ideale. agordita al homa sentemo.Homa centra lumo (HCL) devas esti kreita laŭ ŝanĝa medio kiel multuzaj instalaĵoj, klasĉambroj, sanservo, kaj krei etoson kaj estetikon.Agordigeblaj LED-Moduloj estis evoluigitaj kombinante blatskalan pakaĵojn (CSP) kaj blaton surŝipe (COB) teknologion.CSP-oj estas integritaj sur COB-tabulo por atingi altan potencan densecon kaj kolorunuformecon, aldonante novan funkcion de kolor-agordeco. La rezulta lumfonto povas esti kontinue agordita de hela, pli malvarmeta kolora lumigado tage ĝis malplifortiga, pli varma lumigado vespere, Ĉi tiu artikolo detaligas la dezajnon, procezon kaj rendimenton de la LED-moduloj kaj ĝian aplikon en varm-mallumiganta LED-malsupren lumon kaj pendan lumon.
Ŝlosilvortoj:HCL, cirkadiaj ritmoj, agordebla LED, Duobla CCT, Varma Malfortigo, CRI
Enkonduko
La LED kiel ni scias ĝin ekzistas de pli ol 50 jaroj.La lastatempa evoluo de blankaj LED-oj estas tio, kio alportis ĝin al la publiko kiel anstataŭaĵo de aliaj blankaj lumfontoj. Kompare al la tradiciaj lumfontoj, LED ne nur prezentas la avantaĝojn de energiŝparo kaj longa vivdaŭro, sed ankaŭ malfermas la pordon al nova dezajna fleksebleco por ciferecigo kaj kolor-agordado. Estas du ĉefaj manieroj produkti blankajn lum-eligantajn diodojn (WLEDoj) kiuj generas altintensan blankan lumon. Unu estas uzi individuajn LED-ojn kiuj elsendas tri primarajn kolorojn—ruĝa, verda kaj blua. —kaj tiam miksu tri kolorojn por formi blankan lumon. La alia estas uzi fosforajn materialojn por konverti monokromatan bluan aŭ violan LED-lumon al larĝa spektra blanka lumo, same kiel fluoreska ampolo funkcias. Gravas noti ke la "blankeco" de la produktata lumo estas esence kreita por konveni al la homa okulo，kaj depende de la situacio eble ne ĉiam taŭgas pensi pri ĝi kiel blanka lumo.
Inteligenta lumigado estas ŝlosila areo en la inteligenta konstruaĵo kaj inteligenta urbo nuntempe. Pli granda nombro da fabrikistoj partoprenas en la dezajno kaj instalado de inteligenta lumigado en novaj konstruoj. La konsekvenco estas, ke grandega kvanto da komunikaj ŝablonoj estas efektivigitaj en malsamaj markoj de produktoj. ，kiel KNx ) BACnetP',DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, ktp.Unu kritika problemo en ĉiuj ĉi tiuj produktoj estas ke ili ne povas interfunkcii unu kun la alia (t.e., malalta kongrueco kaj etendebleco).
LED-lumiloj kun la kapablo liveri varian lumkoloron estas sur la arkitektura lummerkato ekde la fruaj tagoj de solidsubstanca lumigado (SSL). Tamen, kolor-agordigebla lumigado restas laboro en progreso kaj postulas certan kvanton da hejmtasko de la. specifiganto ĉu la instalado estas sukcesa.Estas tri bazaj kategorioj de kolor-agordaj tipoj en LED-aparatoj: blanka agordado, malforta al varma kaj plenkolora agordado. Ĉiuj tri kategorioj povas esti kontrolitaj per sendrata dissendilo uzante Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth aŭ. aliaj protokoloj，kaj estas fiksitaj por konstrui potencon. Pro ĉi tiuj opcioj, LED provizas eblajn solvojn por ŝanĝi koloron aŭ CCT por renkonti la homajn cirkadiajn ritmojn.
Cirkadaj Ritmoj
Plantoj kaj bestoj elmontras ŝablonojn de kondutismaj kaj fiziologiaj ŝanĝoj dum proksimume 24-hora ciklo, kiuj ripetas dum sinsekvaj tagoj - ĉi tiuj estas cirkadiaj ritmoj. Ĉirkadnaj ritmoj estas influitaj de eksogenaj kaj endogenaj ritmoj.
La cirkadia ritmo estas kontrolita de Melatonino, kiu estas unu el la ĉefaj hormonoj produktitaj en la cerbo.Kaj ĝi ankaŭ induktas dormemon. Melanopsin-receptoroj starigas la tagnopsinfazon kun blua lumo ĉe vekiĝo per malŝalto de melatonina produktado. Eksponiĝo al la samaj bluaj ondolongoj de lumo vespere malhelpos dormon kaj interrompos la tarkadian ritmon. Ĉirkadiana malsinkronigo malhelpas la korpon de plene enirante la diversajn fazojn de dormo，kio estas kritika restariga tempo por la homa korpo. Krome，la efiko de tagnokta interrompo etendiĝas preter atenteco dum la tago kaj dormo nokte.
Pri la biologiaj ritmoj ĉe homoj povas esti mezuritaj en pluraj manieroj kutime, dorma/vekciklo, kerna korpotemperaturo, melatoninkoncentriĝo, kortizolkoncentriĝo, kaj Alfa-amilaza koncentriĝo8. Sed lumo estas la primaraj sinkronigiloj de tagnozaj ritmoj al loka pozicio sur la tero, ĉar la lumintenso，spektra distribuo, tempo kaj daŭro povas influi la homan tagnoktan sistemon. Tio ankaŭ influas la ĉiutagan internan horloĝon.La tempo de lumeksponiĝo povas aŭ antaŭenigi aŭ prokrasti la internan horloĝon". La taĉmentaj ritmoj influos la agadon kaj komforton de la homo ktp. La homa tagnoska sistemo estas plej sentema al lumo je 460 nm (blua regiono de la videbla spektro), dum la vida sistemo estas plej sentema. al 555nm (verda regiono).Do kiel uzi la agordeblan CCT kaj intensecon por plibonigi la vivokvaliton fariĝas pli kaj pli grava.Koloraj agordeblaj LED-oj kun integra sensado kaj kontrolsistemo povas esti evoluigitaj por plenumi tiajn altan rendimenton, sanajn lumajn postulojn. .
Fig.1 Lumo havas duoblan efikon sur la 24-hora melatonina profilo, akra efiko kaj Fazoŝanĝa efiko.
Paka dezajno
Kiam vi ĝustigas la brilon de konvencia halogeno
lampo, la koloro estos ŝanĝita.Tamen, konvencia LED ne kapablas agordi kolortemperaturon dum ŝanĝanta helecon, imitante la saman ŝanĝadon de iu konvencia lumigado.En la pli fruaj tagoj, multaj ampoloj uzos led kun malsamaj CCT-LED-oj kombinitaj sur la PCB-tabulo por
ŝanĝi la lumkoloron ŝanĝante veturfluon.Ĝi bezonas kompleksan cirkvitan lummodulan dezajnon por kontroli CCT, kio ne estas facila tasko por la fabrikanto de lumiloj. Ĉar la lum-dezajno progresas, la kompakta lumigado kiel ekzemple spotlumoj kaj malsupraj lumoj, vokas por malgranda grandeco, alta denseco LED-moduloj,Por kontentigu ambaŭ kolorajn agordojn kaj kompaktajn lumfontajn postulojn, agordeblaj koloraj COB-oj aperas en la merkato.
Estas tri bazaj strukturoj de kolor-agordaj tipoj, la unua, ĝi uzas la varman CCT CSP kaj malvarmetan CCT CsP-ligon sur la PCB-tabulo rekte kiel ilustrite en Figuro 2. La dua-tipa agordebla COB kun LES plenigita per multoblaj strioj de malsama CCT-fosforo. siliconesas kiel montrite en Figuro
3.En ĉi tiu laboro, tria aliro estas prenita per miksado de varmaj CCT CSP-LED-oj kun bluaj flip-blatoj kaj proksime lutaĵo alfiksita sur substrato. Tiam blanka reflekta silikona digo estas dispensata por ĉirkaŭi la varmblankajn CSP-ojn kaj bluajn flip-blatojn.Fine. ,ĝi estas plenigita per fosforo enhavita silikono por kompletigi la dukoloran COB-modulon kiel montrite en Fig.4.
Fig.4 Varmkolora CSP kaj blua flip-blato COB (Strukturo 3- Disvolviĝo de ShineOn)
Komparante al la Strukturo 3, Strukturo 1 havas tri malavantaĝojn:
(a) Kolormiksado inter la malsamaj CSP-lumfontoj en malsamaj CCToj ne estas unuforma pro la apartigo de fosforsiliko kaŭzita de la blatoj de la CSP-lumfontoj;
(b) La CSP-lumfonto estas difektita facile per fizika tuŝo;
(c) La breĉo de ĉiu CSP-lumfonto estas facile kapti la polvon por kaŭzi COB-lumen-redukton;
Structure2 ankaŭ havas siajn malavantaĝojn:
(a) Malfacilo en produktadproceza kontrolo kaj CIE-kontrolo;
(b) Kolormiksado inter la malsamaj CCT-sekcioj ne estas unuforma, precipe por la proksima kampopadrono.
Figuro 5 komparas MR 16 lampojn konstruitajn kun lumfonto de Structure 3 (maldekstre) kaj Structure 1 (dekstre).De la bildo, ni povas trovi, ke la Strukturo 1 havas malpezan ombron en la centro de elsenda areo, dum la lumintensa distribuo de Strukturo 3 estas pli unuforma.
Aplikoj
En nia aliro uzante Strukturo 3, ekzistas du malsamaj cirkvitaj dezajnoj por la lumkoloro kaj heleco-agordado.En unu-kanala cirkvito kiu havas simplan ŝoforpostulon, la blanka CSP-ŝnuro kaj blua flip-chip-ŝnuro estas ligitaj paralele. Estas fiksa rezistilo en la CSP-ŝnuro.Kun la rezistilo, la veturfluo estas dividita inter CSP-oj kaj bluaj blatoj rezultanta ŝanĝo de la koloro kaj brileco. La detalaj agordaj rezultoj estas montritaj en Tabelo 1 kaj Figuro 6. La kolora agorda kurbo de unukanala cirkvito estas montrita en Figuro7.La CCT pliigas la veturfluon.Ni realigis du agordan konduton kun unu imitanta konvencian halogenan bulbon kaj la alia pli lineara agordado.La agordebla CCT-gamo estas de 1800K ĝis 3000K.
Tabelo 1.Fluo kaj CCT ŝanĝiĝas kun veturfluo de ShineOn unu-kanala COB Modelo 12SA
Fig.7CCT-agordado kune kun nigrakorpa kurbo kun veturadfluo en la unu-kanala cirkvito kontrolita COB(7a) kaj la du
agordantaj kondutoj kun relativa lumeco en referenco al Halogenlampo (7b)
La alia dezajno uzas du-kanalan cirkviton kie la CCT agordebla aranĝo estas pli larĝa ol la unu-kanala cirkvito. La CSP-ŝnuro kaj blua flip-blata ŝnuro estas elektre apartaj sur la substrato kaj tiel ĝi postulas specialan elektroprovizon. La koloro kaj brilo estas agorditaj de kondukante la du cirkvitojn je dezirata kurenta nivelo kaj rilatumo.Ĝi povas esti agordita de 3000k ĝis 5700Kas montrita en Figuro 8 de ShineOn-du-kanala COB-modelo 20DA.Tabelo 2 listigis la detalan agordan rezulton, kiu povas proksime simuli la tagan lumŝanĝon de mateno ĝis vespero.Kombinante la uzon de okupa sensilo kaj kontrolo. cirkvitoj, ĉi tiu agordebla lumfonto helpas pliigi eksponiĝon al blua lumo dum la tago kaj redukti eksponiĝon al blua lumo dum la nokto, antaŭenigante la bonfarton kaj homan agadon de homoj, same kiel inteligentajn lumajn funkciojn.
Resumo
Agordigeblaj LED-Moduloj estis evoluigitaj per kombinaĵo
blatskalaj pakoj (CSP) kaj blato surŝipe (COB) teknologio.CSP kaj blua flip blato estas integritaj sur COB-tabulo por atingi altan potencan densecon kaj kolorunuformecon, duobla-kanala strukturo estas uzata por atingi pli larĝan CCT-agordon en aplikoj kiel komerca lumigado.Unu-kanala strukturo estas uzata por atingi malfortan-al-varmigan funkcion imitantan halogenan lampon en aplikoj kiel hejmo kaj gastamo.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Agnosko
La aŭtoroj ŝatus agnoski la financadon de The National Key Research and Development
Programo de Ĉinio (n-ro 2016YFB0403900).Aldone, subteno de la kolegoj en ShineOn (Pekino)
Technology Co, ankaŭ estas dankeme agnoskita.
Referencoj
[1] HAN, N. , Wu, Y.-H.kaj Tang, Y, "Esplorado de KNX-Aparato
Nodo kaj Evoluo Bazita sur la Busa Interfaco-Modulo", 29-a Ĉina Kontrola Konferenco (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. kaj Hong, SH , "A New Proposal of Network Management System for BACnet and Its Reference Model", 8-a IEEE Internacia Konferenco pri Industria Informadiko (INDIN), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. kaj Klau GW, "DALIX: Optimal DALI Protein Structure Alignment", IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 10, 26-36.
[4]Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. kaj Steen haut, K.,
"Kunekzistado kun WiFi por Hejma Aŭtomatiga ZigBee-Produkto"， IEEE 19-a Simpozio pri Komunikadoj kaj Veturila Teknologio en la Benelukso (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ， Wu, QX kaj Huang, YW, "Automatic Meter Reading System Based on Power Line Communication of LonWorks", Internacia Konferenco pri Teknologio kaj Novigado (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Aŭtomatagorda Taglumo kun LEDoj: Daŭrigebla Lumo por Sano kaj Bonfarto", Procedoj de la 2013-datita ARCC Spring Research Conference, Mar, 2013
[7] Blanka Libro pri Lighting Science Group, "Lighting: the Way to Health& Productivity", la 25-an de aprilo 2016.
[8] Figueiro,MG,Bullough, JD,et al, "Preliminary evidence for a change in spectral sensitivity of the circadian system at night", Journal of Circadian Rhythms 3:14.februaro 2005.
[9]Inanici, M,Brennan,M, Clark, E,"Spectral Daylighting
Simulations: Computing Circadian Light", 14-a Konferenco de Internacia Konstrua Efikeco-Simulado-Unuiĝo, Hajderabado, Hindio, Dec.2015.