Modul LED Tunable Dumasar CSP-COB
Abstrak: Panalungtikan geus dituduhkeun korelasi antara warna sumber cahaya jeung circadian cycle.Color tuning manusa pikeun kaperluan lingkungan geus jadi beuki loba penting dina kualitas luhur cahaya applications.A spéktrum cahaya sampurna kudu némbongkeun qualities pangdeukeutna ka cahya panonpoé jeung CRI tinggi, tapi ideally. attuned kana sensitipitas manusa.Lampu centric manusa (HCL) kedah direkayasa dumasar kana lingkungan anu parobihan sapertos fasilitas multi-pamakéan, ruang kelas, perawatan kaséhatan, sareng nyiptakeun suasana sareng éstétika.Modul LED Tunable dikembangkeun ku ngagabungkeun pakét skala chip (CSP) sareng téknologi chip on board (COB).CSPs anu terpadu dina dewan COB pikeun ngahontal kapadetan kakuatan tinggi na uniformity warna ， bari nambahkeun fungsi anyar tunability warna. Sumber cahaya anu dihasilkeun bisa terus katala ti caang, cahaya warna cooler salila poé ka dimmer, cahaya warmer magrib, Tulisan ieu rinci ngeunaan desain, prosés, sareng kinerja modul LED sareng aplikasina dina lampu handap LED sareng lampu pendant.
kecap konci:HCL, Irama sirkadian, LED Tunable, Dual CCT, Warm Dimming, CRI
Bubuka
The LED sakumaha urang terang eta geus sabudeureun pikeun leuwih 50 taun.Ngembangkeun panganyarna tina LEDs bodas téh naon geus dibawa kana panon publik salaku gaganti pikeun sumber lampu bodas lianna. Ngabandingkeun jeung sumber lampu tradisional, LED teu ngan presents kaunggulan hemat energi jeung umur panjang, tapi ogé muka panto ka kalenturan desain anyar pikeun digitizing jeung tuning warna. Aya dua cara primér pikeun ngahasilkeun bodas dioda-emitting diodes (WLEDs) nu ngahasilkeun-inténsitas tinggi lampu bodas. -Lajeng campur tilu kelir pikeun ngabentuk lampu bodas.The sejenna nyaeta ngagunakeun bahan phosphor pikeun ngarobah monochromatic bulao atawa Violet lampu LED kana spéktrum lega lampu bodas，, loba dina cara nu sarua bohlam lampu fluoresensi jalan. Kadé dicatet. yén 'keputihan'cahaya nu dihasilkeun dina dasarna direkayasa pikeun nyocogkeun panon manusa, sarta gumantung kana situasi eta bisa jadi teu salawasna luyu pikeun nganggap éta salaku lampu bodas.
Pencahayaan pinter mangrupikeun daérah konci dina gedong pinter sareng kota pinter ayeuna. Jumlah pabrik anu beuki seueur nyandak bagian dina rarancang sareng pamasangan lampu pinter dina konstruksi énggal. Konsékuansi nyaéta yén sajumlah ageung pola komunikasi dilaksanakeun dina merek produk anu béda. ，sapertos KNx) BACnetP',DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, jsb. Hiji masalah kritis dina sakabéh produk ieu nyaeta aranjeunna teu bisa interoperate saling (ie, kasaluyuan lemah sareng extensibility).
luminaires LED kalawan kamampuhan pikeun nganteurkeun varying warna lampu geus on pasar cahaya arsitéktur saprak poé mimiti cahaya solid-state (SSL). Padahal, cahaya warna-tunable tetep karya dina kamajuan sarta merlukeun jumlah nu tangtu PR ku specifier lamun instalasi bakal suksés.Aya tilu kategori dasar jinis tuning warna dina luminair LED: tuning bodas, taram-to-haneut, sareng tuning-warna pinuh. protokol séjén, sarta hardwired pikeun ngawangun power.Because pilihan ieu, LED nyadiakeun solusi mungkin pikeun ngarobah warna atawa CCT minuhan rhythms circadian manusa.
Irama sirkadian
Tutuwuhan jeung sasatoan némbongkeun pola parobihan paripolah jeung fisiologis salila kira-kira 24-jam siklus nu ngulang leuwih poé saterusna-ieu circadian rhythms. Circadian rhythms dipangaruhan ku exogenous jeung endogenous rhythms.
Wirahma sirkadian dikawasa ku Melatonin anu mangrupikeun salah sahiji hormon utama anu diproduksi dina uteuk.Sarta eta induces sleepiness ogé.Reséptor melanopsin nyetél fase circadian kalawan lampu bulao on hudang ku shutting turun produksi melatonin".Paparan ka panjang gelombang biru sarua cahaya dina magrib bakal ngaganggu sare jeung ngaganggu wirahma sirkadian. Circadian desynchronization nyegah awak tina pinuh asup kana rupa-rupa fase sare, nu mangrupakeun waktos restorative kritis pikeun awak manusa.
Ngeunaan ritme biologis manusa bisa diukur ku sababaraha cara biasana, siklus sare / hudang, suhu awak inti, melatoninconcentration, konsentrasi kortisol, sarta konsentrasi Alpha amilase 8. Tapi cahaya mangrupakeun sinkronisasi primér rhythms sirkadian ka posisi lokal di bumi, sabab Inténsitas cahaya, distribusi spéktrum, waktos sareng durasi tiasa mangaruhan sistem sirkadian manusa. Éta ogé mangaruhan jam internal sapopoé.Waktos paparan cahaya tiasa maju atanapi ngalambatkeun jam internal". Wirahma sirkadian bakal mangaruhan kinerja sareng kanyamanan manusa, jsb. Sistem sirkadian manusa paling sénsitip kana cahaya dina 460nm (wilayah biru spéktrum anu katingali), sedengkeun sistem visual paling sénsitip. ka 555nm (wilayah héjo). Jadi kumaha ngagunakeun CCT tunable sarta inténsitas pikeun ngaronjatkeun kualitas kahirupan ieu jadi beuki loba important.Color tunable LEDs kalawan sensing terpadu jeung sistem kontrol bisa dimekarkeun pikeun minuhan kinerja tinggi misalna, syarat pencahyaan séhat .
Gbr.1 Cahaya gaduh pangaruh ganda dina profil melatonin 24 jam, pangaruh akut sareng pangaruh Pindah Fase.
Desain bungkusan
Lamun anjeun nyaluyukeun kacaangan halogén konvensional
lampu, warna bakal robah.Sanajan kitu, LED konvensional teu bisa Ngepaskeun suhu warna bari ngarobah kacaangan, emulating robah sarua sababaraha cahaya konvensional.Dina poé saméméhna, loba bulbs bakal make dipingpin kalawan CCT LEDs béda digabungkeun dina board PCB.
ngarobah warna cahaya ku cara ngarobah arus nyetir.Peryogi desain modul lampu sirkuit kompléks pikeun ngontrol CCT, anu sanés tugas gampang pikeun produsén luminaire. Salaku kamajuan desain pencahayaan, perlengkapan pencahayaan kompak sapertos lampu sorot sareng lampu handap, nyauran ukuran alit, modul LED dénsitas tinggi, Pikeun nyugemakeun boh tuning warna sareng sarat sumber cahaya kompak, COB warna anu tiasa ditingali di pasar.
Aya tilu struktur dasar tina jenis warna-tuning, kahiji, éta ngagunakeun CCT CSP haneut tur tiis CCT CsP beungkeutan dina dewan PCB directlyas digambarkeun dina Gambar 2. Tipe kadua tunable COB kalawan LES ngeusi sababaraha stripes of CCT phosphor béda. siliconesas ditémbongkeun dina Gambar
3. Dina karya ieu, pendekatan katilu nyokot ku Pergaulan CCT CSP LEDs haneut kalawan flip-chip biru jeung solder raket napel dina substrate.Then bendungan silicone reflective bodas ieu dispensed ngurilingan CSPs haneut-bodas jeung biru flip-chip. , Ieu ngeusi phosphor ngandung silicone pikeun ngalengkepan modul COB dual warna ditémbongkeun saperti dina Gbr.4.
Gbr.4 CSP warna haneut sareng chip flip biru COB (Struktur 3- Pangembangan ShineOn)
Ngabandingkeun sareng Struktur 3, Struktur 1 ngagaduhan tilu kalemahan:
(a) Warna campur antara sumber cahaya CSP béda dina CCTs béda teu seragam alatan segregation of phosphor silicone disababkeun ku chip tina sumber lampu CSP;
(b) Sumber cahaya CSP ruksak gampang ku touch fisik;
(c) The gap unggal sumber cahaya CSP gampang bubu lebu ngabalukarkeun COB réduksi lumén;
Structure2 ogé ngagaduhan kalemahan:
(a) Kasesahan dina prosés manufaktur kontrol jeung kontrol CIE;
(b) Warna campur antara bagian CCT béda teu seragam, utamana pikeun pola widang deukeut.
Gambar 5 ngabandingkeun lampu MR 16 diwangun ku sumber cahaya tina Struktur 3 (kénca) jeung Struktur 1 (katuhu).Tina gambar, urang tiasa mendakan Struktur 1 ngagaduhan tempat teduh cahaya di tengah daérah anu dipancarkeun, sedengkeun distribusi intensitas cahaya tina Struktur 3 langkung seragam.
Aplikasi
Dina pendekatan urang ngagunakeun Struktur 3, aya dua desain sirkuit béda pikeun warna lampu sarta tuning kacaangan.Dina sirkuit single-channel nu boga sarat supir basajan, senar CSP bodas tur senar flip-chip biru disambungkeun di parallel.There mangrupakeun resistorin tetep dina senar CSP.Kalawan résistor, arus nyetir dibagi antara CSPs na chip biru hasilna robah warna na brightness.The lengkep hasil tuning ditémbongkeun dina Table 1 jeung Gambar 6. Kurva tuning warna sirkuit single-kanal ditémbongkeun dina Gambar 7.CCT naek salaku arus nyetir.Kami geus sadar dua kabiasaan tuning kalawan hiji emulating halogén bulband konvensional tuning leuwih linier séjén.Kisaran CCT tunable nyaéta ti 1800K dugi ka 3000K.
Tabél1.Fluks sareng CCT robih kalayan nyetir arus ShineOn saluran tunggal COB Model 12SA
Gbr.7CCT tuning babarengan jeung kurva blackbody jeung nyetir arus dina single-channelcircuit dikawasa COB(7a) jeung dua
paripolah tuning kalawan luminance relatif dina rujukan ka lampu Halogén(7b)
Desain séjén ngagunakeun sirkuit dual-kanal mana CCT tunable susunan leuwih lega ti single- channelcircuit.The CSP stringand blue flip-chip stringare listrik misah dina substrat sahingga merlukeun catu daya husus. Warna jeung kacaangan nu disetel ku nyetir dua sirkuit dina tingkat arus sareng rasio anu dipikahoyong.Ieu bisa disetel ti 3000k mun 5700Kas ditémbongkeun dina Gambar 8 of ShineOn dual-kanal COB model 20DA.Table 2 didaptarkeun hasil tuning lengkep nu raket bisa simulate parobahan cahaya beurang ti isuk nepi ka sore.By ngagabungkeun pamakéan sensor occupancy jeung kontrol. sirkuit, sumber cahaya tunable ieu mantuan ngaronjatkeun paparan ka lampu biru beurang jeung ngurangan paparan ka lampu biru peuting, promosi well-mahluk jeung kinerja manusa, kitu ogé fungsi cahaya pinter.
Ringkesan
Modul LED Tunable dikembangkeun ku ngagabungkeun
pakét skala chip (CSP) jeung téhnologi chip on dewan (COB).CSPsand chip flip biru anu terpadu dina dewan COB pikeun ngahontal kapadetan kakuatan tinggi na uniformity warna, struktur dual-kanal dipaké pikeun ngahontal CCT tuning lega dina aplikasi kawas lampu komérsial.Struktur saluran tunggal dianggo pikeun ngahontal fungsi taram-to-haneut niru lampu halogén dina aplikasi sapertos bumi sareng silaturahmi.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Pangakuan
Panulis hoyong ngaku dana tina The National Key Research and Development
Program Cina (No. 2016YFB0403900).Salaku tambahan, dukungan ti kolega di ShineOn (Beijing)
Téhnologi Co, ogé gratefully ngaku.
Rujukan
[1] Han, N., Wu, Y.-H.jeung Tang, Y, "Panalungtikan Alat KNX
Node sareng Pangwangunan Dumasar kana Modul Antarmuka Beus", 29th Chinese Control Conference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. jeung Hong, SH, "A Proposal Anyar Sistim Manajemén Network pikeun BACnet sarta Modél Rujukan na", 8. Konférénsi Internasional IEEE on Informatika Industri (INDIN), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. jeung Klau GW, "DALIX: Optimal DALI Struktur Protéin Alignment", IEEE / ACM Transaksi on Biologi komputasi sarta Bioinformatics, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. jeung Steen haut, K.,
"Coexistence sareng WiFi pikeun Produk ZigBee Home Automation", IEEE 19th Symposium on Communications and Vehicular Technology in the Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ, Wu, QX sareng Huang, YW, "Sistem Maca Méter Otomatis Dumasar kana Komunikasi Power Line of LonWorks", Konperénsi Internasional ngeunaan Téknologi sareng Inovasi (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Auto-tuning Daylight with LEDs: Sustainable Lighting for Health and Wellbeing", Prosiding tina 2013 ARCC Spring Research Conference, Mar, 2013
[7] Lighting Science Group White Paper,"Pencahayaan: The Way to Health& Productivity", 25 April 2016.
[8] Figueiro,MG,Bullough,JD,et al, "Bukti awal pikeun parobahan sensitipitas spéktral sistem sirkadian peuting",Journal of Circadian Rhythms 3:14.Pébruari 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E,"Spéctral Daylighting
Simulasi: Computing Circadian Light", 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, India, Dec.2015.