Tunable LED Modules basearre op CSP-COB
Abstrakt: Undersyk hat de korrelaasje oanjûn tusken kleur fan ljochtboarnen en minsklike sirkadyske syklus.Kleurôfstimming nei miljeubehoeften is mear en wichtiger wurden yn ljochtapplikaasjes fan hege kwaliteit. In perfekt spektrum fan ljocht moat kwaliteiten it tichtst by sinneljocht sjen litte mei hege CRI, mar is by útstek ôfstimd op minsklike gefoelichheid.In minsklik sintraal ljocht (HCL) moat wurde makke neffens feroarjende omjouwing, lykas fasiliteiten foar mear gebrûk, klaslokalen, sûnenssoarch, en om sfear en estetyk te kreëarjen.Tunable LED Modules waarden ûntwikkele troch kombinearjen chip skaal pakketten (CSP) en chip oan board (COB) technology.CSP's wurde yntegreare op in COB-boerd om hege krêfttichte en kleuruniformiteit te berikken, wylst nije funksje fan kleurôfstimming taheakke wurde. Dit papier beskriuwt it ûntwerp, it proses en de prestaasjes fan 'e LED-modules en de tapassing derfan yn waarm-dimmen LED downlight en pendant ljocht.
kaaiwurden:HCL, Circadian rhythms, Tunable LED, Dual CCT, Warm Dimming, CRI
Ynlieding
De LED sa't wy it kenne, bestiet al mear as 50 jier.De resinte ûntwikkeling fan wite LED's is wat it yn it publyk brocht hat as ferfanging foar oare wite ljochtboarnen. Yn ferliking mei de tradisjonele ljochtboarnen, LED presintearret net allinich de foardielen fan enerzjybesparring en lange libbensdoer, mar iepenet ek de doar nei nije ûntwerpfleksibiliteit foar digitalisearjen en ôfstimmen fan kleur. D'r binne twa primêre manieren om wite ljocht-emittearjende diodes (WLED's) te produsearjen dy't wyt ljocht mei hege yntensiteit generearje. Ien is it brûken fan yndividuele LED's dy't trije primêre kleuren útstjit - read, grien en blau -en dan trije kleuren mingje om wyt ljocht te foarmjen. dat de 'wytheid' fan it produsearre ljocht yn wêzen is ûntwurpen om te passen by it minsklik each, en ôfhinklik fan 'e situaasje kin it net altyd passend wêze om it as wyt ljocht te tinken.
Tûke ferljochting is tsjintwurdich in wichtich gebiet yn 't tûk gebou en tûke stêd. In tanimmend oantal fabrikanten nimt diel oan it ûntwerp en ynstallaasje fan tûke ferljochting yn nije konstruksjes. It gefolch is dat in enoarme hoemannichte kommunikaasjepatroanen yn ferskate merken produkten ymplementearre wurde ，lykas KNx ) BACnetP', DALI, ZigBee-ZHAZBA', PLC-Lonworks, ensfh. Ien kritysk probleem yn al dizze produkten is dat se net mei-inoar kinne gearwurkje (dus lege kompatibiliteit en útwreidzjen).
LED-armaturen mei de mooglikheid om wikseljende ljochtkleur te leverjen binne sûnt de iere dagen fan solid-state ferljochting (SSL) op 'e merk foar arsjitektoanyske ferljochting. spesifikaasje as de ynstallaasje suksesfol is.D'r binne trije basiskategoryen fan kleur-tuning-typen yn LED-armaturen: wite tuning, dim-to-warm, en full-color-tuning. Alle trije kategoryen kinne wurde regele troch in draadloze stjoerder mei Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth of oare protokollen, en binne hardwired om macht te bouwen. Fanwegen dizze opsjes biedt LED mooglike oplossingen om kleur of CCT te feroarjen om te foldwaan oan 'e minsklike sirkadyske ritmen.
Circadyske ritmes
Planten en bisten fertoane patroanen fan gedrachs- en fysiologyske feroarings oer in syklus fan likernôch 24 oeren dy't oer opienfolgjende dagen werhelje - dit binne sirkadyske ritmes. Circadyske ritmes wurde beynfloede troch eksogene en endogene ritmes.
It sirkadyske ritme wurdt regele troch Melatonin, dat is ien fan 'e wichtichste hormonen produsearre yn it harsens.En it induces slaperigheid also.Melanopsin receptors set de sirkadyske faze mei blau ljocht upon wekker troch it ôfsluten fan melatonine produksje ". Bleatstelling oan deselde blauwe golflingten fan ljocht yn 'e jûn sil ynterferearje mei sliep en fersteure it sirkadyske ritme. Circadian desyngronisaasje foarkomt it lichem út folslein yngean fan 'e ferskate fazen fan sliep, wat in krityske hersteltiid is foar it minsklik lichem. Fierder giet de ynfloed fan sirkadyske fersteuring fierder as mindfulness oerdeis en nachts sliepe.
Oer de biologyske ritmes by minsken kinne meastentiids op ferskate manieren mjitten wurde, sliep / wekker syklus, kearnlichemtemperatuer, melatoninkonsintraasje, cortisolkonsintraasje, en Alpha-amylase-konsintraasje8. ljochtintensiteit, spektrumferdieling, timing en doer kinne ynfloed hawwe op it minsklike sirkadyske systeem. Dat hat ek ynfloed op de deistige ynterne klok.De tiid fan ljochtblootstelling kin de ynterne klok foarút of fertrage. De sirkadyske ritmes sille ynfloed hawwe op de prestaasjes en komfort fan 'e minske, ensfh. oant 555nm (griene regio). Dus hoe't jo de ynstelbere CCT en yntinsiteit brûke om de kwaliteit fan it libben te ferbetterjen wurdt hieltyd wichtiger.Kleur-ôfstelbere LED's mei yntegreare sensing- en kontrôlesysteem kinne wurde ûntwikkele om te foldwaan oan sokke hege prestaasjes, sûne ferljochtingseasken .
Fig.1 Ljocht hawwe in dûbele effekt op de 24-oere melatonine profyl, acute effekt en Phase-Shifting effekt.
Pakket ûntwerp
As jo oanpasse de helderheid fan konvinsjonele halogeen
lamp, de kleur wurdt feroare.Konvinsjonele LED is lykwols net yn steat om de kleurtemperatuer yn te stellen by it feroarjen fan helderheid, it emulearjen fan deselde feroaring fan guon konvinsjonele ferljochting.Yn 'e eardere dagen sille in protte bollen led brûke mei ferskate CCT-LED's kombineare op it PCB-boardto
feroarje de ferljochting kleur troch feroarjen driuwende stroom.It hat kompleks circuit ljocht module ûntwerp nedich te kontrolearjen CCT, dat is gjin maklike taak foar armature fabrikant.As it ferljochting ûntwerp foarútgong, de kompakte ferljochting fixture lykas spot ljochten en down lights, ropt foar lytse grutte, hege tichtheid LED modules, Om befredigje sawol kleurtuning as kompakte ljochtboarne easken, ynstelde kleur COB's ferskine op 'e merke.
D'r binne trije basisstruktueren fan kleuren-tuning-typen, de earste, it brûkt de waarme CCT CSP en koele CCT CsP-ferbining op it PCB-boerd direkt lykas yllustrearre yn figuer 2. siliconesas werjûn yn figuer
3.Yn dit wurk is in tredde oanpak te nimmen troch waarme CCT CSP LED's te mingjen mei blauwe flip-chips en nau soldeer oan in substraat. Dan wurdt in wite reflektearjende silikondaam útjûn om de waarm-wite CSP's en blauwe flip-chips te omringen. , It is fol mei fosfor befette siliconeto foltôgjen de dûbele kleur COB module lykas werjûn yn Fig.
Fig.4 Warm kleur CSP en blauwe flip chip COB (Struktuer 3- ShineOn ûntwikkeling)
Yn ferliking mei de Struktuer 3 hat Struktuer 1 trije neidielen:
(a) Kleurminging tusken de ferskate CSP-ljochtboarnen yn ferskate CCT's is net unifoarm fanwegen de segregaasje fan fosforsilikon feroarsake troch de chips fan 'e CSP-ljochtboarnen;
(b) De CSP ljocht boarne wurdt beskeadige maklik mei in fysike touch;
(c) It gat fan elke CSP-ljochtboarne is maklik om it stof te fangen om COB-lumenreduksje te feroarsaakjen;
Structure2 hat ek syn neidielen:
(a) Swierrichheid yn produksjeproseskontrôle en CIE-kontrôle;
(b) Kleurmixing tusken de ferskate CCT-seksjes is net unifoarm, foaral foar it tichtby fjildpatroan.
figuer 5 fergeliket MR 16 lampen boud mei ljocht boarne fan Struktuer 3 (lofts) en Struktuer 1 (rjochts).Ut 'e foto kinne wy fine dat de Struktuer 1 in ljochte skaad hat yn it sintrum fan it emittearjende gebiet, wylst de ferdieling fan ljochtintensiteit fan Struktuer 3 mear unifoarm is.
Oanfraach
Yn ús oanpak mei Struktuer 3 binne d'r twa ferskillende circuitûntwerpen foar it ôfstimmen fan ljochtkleur en helderheid.Yn in single-kanaal circuit dat hat in ienfâldige bestjoerder eask, de wite CSP string en blauwe flip-chip string binne ferbûn parallel.There is in fêste wjerstân yn de CSP string.Mei de wjerstannen, de driuwende stroom wurdt ferdield tusken CSPs en blauwe chips resultearret feroaring fan de kleur en helderheid. De detaillearre tuning resultaten wurde werjûn yn Tabel 1 en figuer 6. De kleur tuning kromme fan single-kanaal circuitis werjûn yn Figure7.De CCT nimt ta as de driuwende stroom.Wy hawwe realisearre twa tuning gedrach mei ien emulating konvinsjonele halogen bulband de oare mear lineêre tuning.It ynstelbere CCT-berik is fan 1800K oant 3000K.
Tabel 1.Flux en CCT feroarje mei driuwende stroom fan ShineOn single-kanaal COB Model 12SA
Fig.7CCT tuning tegearre mei blackbody kromme mei driuwende stroom yn de single-channel circuit kontrolearre COB (7a) en de twa
tuning gedrach mei relative luminânsje yn ferwizing nei halogen lamp (7b)
It oare ûntwerp brûkt in dual-channel circuit dêr't de CCT tunable arranzjeminten is breder as de single-kanaalcircuit. it riden fan de twa circuits op winske stroomnivo en ferhâlding.It kin wurde ôfstimd fan 3000k nei 5700Kas werjûn yn figuer 8 fan ShineOn dual-channel COB model 20DA.Tabel 2 listed de detaillearre tuning resultaat dat kin nau simulearje de dei ljocht feroaring fan moarns oant jûns. circuits, dizze ynstelbere ljochtboarne helpt de bleatstelling oan blau ljocht oerdeis te fergrutsjen en de bleatstelling oan blau ljocht yn 'e nacht te ferminderjen, it befoarderjen fan it wolwêzen en minsklike prestaasjes fan minsken, lykas tûke ferljochtingsfunksjes.
Gearfetting
Tunable LED Modules waarden ûntwikkele troch kombinearjen
chip skaal pakketten (CSP) en chip oan board (COB) technology.CSP's en blauwe flip-chip binne yntegreare op in COB-boerd om hege krêftstichtens en kleuruniformiteit te berikken, dual-channel-struktuer wurdt brûkt om bredere CCT-tuning te berikken yn applikaasjes lykas kommersjele ferljochting.Struktuer mei ien kanaal wurdt brûkt om dim-to-waarm funksje te berikken dy't halogeenlamp emulearje yn tapassingen lykas thús en gastfrijheid.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Erkenning
De auteurs wolle de finansiering fan The National Key Research and Development erkennen
Programma fan Sina (No. 2016YFB0403900).Derneist, stipe fan 'e kollega's yn ShineOn (Beijing)
Technology Co, wurdt ek tankber erkend.
Referinsjes
[1] Han, N., Wu, Y.-H.en Tang, Y,"Research of KNX Device
Knooppunt en ûntwikkeling basearre op de busynterfacemodule", 29e Sineeske kontrôlekonferinsje (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. en Hong, SH, "In nij foarstel fan netwurkbehearsysteem foar BACnet en har referinsjemodel", 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. en Klau GW, "DALIX: Optimal DALI Protein Structure Alignment", IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 10, 26-36.
Dominguez F, Touhafi A, Tiete J, Steen haut K.
"Coexistence with WiFi for a Home Automation ZigBee Product" , IEEE 19e Sympoasium oer Kommunikaasje en Vehicular Technology yn 'e Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ, Wu, QX en Huang, YW,"Automatysk Meter Reading System basearre op Power Line Communication fan LonWorks", Ynternasjonale konferinsje oer technology en ynnovaasje (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Auto-tuning Daylight mei LED's: Duorsume ferljochting foar sûnens en wolwêzen", Proceedings of the 2013 ARCC Spring Research Conference, Mar, 2013
[7] White Paper Lighting Science Group "Lighting: the Way to Health & Productivity", 25 april 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al.febrewaris 2005.
[9]Inanici, M, Brennan, M, Clark, E," Spectral Daylighting
Simulaasjes: Computing Circadian Light",14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, Yndia, Dec.2015.