Modul LED Tunable Adhedhasar CSP-COB
Abstrak: Riset nuduhake korélasi antara warna sumber cahya lan siklus sirkadian manungsa. Penyetelan warna kanggo kabutuhan lingkungan wis dadi luwih penting ing aplikasi cahya kualitas dhuwur. Spektrum cahya sing sampurna kudu ngetokne kuwalitas sing paling cedhak karo sinar matahari kanthi CRI dhuwur, nanging saenipun. selaras karo sensitivitas manungsa.Lampu manungsa sentris (HCL) kudu direkayasa miturut owah-owahan lingkungan kayata fasilitas serbaguna, ruang kelas, perawatan kesehatan, lan nggawe suasana lan estetika.Modul LED Tunable dikembangake kanthi nggabungake paket skala chip (CSP) lan teknologi chip on board (COB).CSPs digabungake ing papan COB kanggo entuk Kapadhetan daya dhuwur lan keseragaman warna, nalika nambahake fungsi anyar saka tunability warna. Makalah iki rinci babagan desain, proses, lan kinerja modul LED lan aplikasi ing lampu mudhun LED lan lampu gantung sing anget.
tembung kunci:HCL, irama sirkadian, LED sing bisa disetel, Dual CCT, Warm Dimming, CRI
Pambuka
LED kaya sing kita kenal wis ana luwih saka 50 taun.Pangembangan anyar saka LED putih apa wis nggawa menyang mripat umum minangka panggantos kanggo sumber cahya putih liyane. Mbandingaken karo sumber cahya tradisional，LED ora mung presents kaluwihan saka hemat energi lan umur dawa, nanging uga mbukak lawang kanggo keluwesan desain anyar kanggo digitalisasi lan tuning warna. Ana rong cara utama kanggo ngasilake dioda pemancar cahya putih (WLED) sing ngasilake cahya putih intensitas dhuwur. - banjur nyampur telung werna kanggo mbentuk cahya putih. Sing liyane yaiku nggunakake bahan fosfor kanggo ngowahi lampu LED biru utawa ungu monokromatik dadi cahya putih spektrum sing amba, kanthi cara sing padha karo bohlam lampu neon. Penting kanggo dicathet yen 'putih' cahya sing diasilake pancen dirancang kanggo cocog karo mripat manungsa, lan gumantung saka kahanan, bisa uga ora cocog kanggo nganggep minangka cahya putih.
Lampu cerdas minangka area kunci ing bangunan cerdas lan kutha cerdas saiki. Tambah akeh manufaktur sing melu desain lan instalasi lampu cerdas ing konstruksi anyar. Konsekuensi yaiku pola komunikasi sing akeh ditindakake ing macem-macem merek produk ，kayata KNx ) BACnetP', DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, etc.Salah sawijining masalah kritis ing kabeh produk iki sing padha ora bisa interoperate karo saben liyane (ie, kompatibilitas kurang lan extensibility).
Luminair LED kanthi kemampuan kanggo ngirim warna cahya sing beda-beda wis ana ing pasar lampu arsitektur wiwit wiwitan cahya solid-state (SSL). specifier yen instalasi bakal sukses.Ana telung kategori dhasar jinis tuning warna ing luminair LED: tuning putih, dim-menyang-anget, lan tuning warna lengkap. Kabeh telung kategori bisa dikontrol dening pemancar nirkabel nggunakake Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth utawa protokol liyane，lan hardwired kanggo mbangun power.Amarga saka opsi iki, LED menehi solusi bisa kanggo ngganti werna utawa CCT kanggo ketemu irama circadian manungsa.
Irama sirkadian
Tanduran lan kewan nuduhake pola owah-owahan prilaku lan fisiologis sajrone siklus kira-kira 24 jam sing bola-bali ing dina-dina berturut-turut-iki minangka irama sirkadian. Irama sirkadian dipengaruhi dening irama eksogen lan endogen.
Irama sirkadian dikontrol dening Melatonin, yaiku salah sawijining hormon utama sing diprodhuksi ing otak.Lan uga nyebabake rasa ngantuk. Reseptor melanopsin nyetel fase sirkadian kanthi cahya biru nalika tangi kanthi mateni produksi melatonin". kanthi ngetik macem-macem fase turu，kang wektu restoratif kritis kanggo awak manungsa.
Babagan irama biologi ing manungsa bisa diukur kanthi pirang-pirang cara biasane, siklus turu / tangi, suhu awak inti, konsentrasi melatonin, konsentrasi kortisol, lan konsentrasi amilase Alpha8. Nanging cahya minangka sinkronisasi utama irama sirkadian menyang posisi lokal ing bumi, amarga intensitas cahya, distribusi spektrum, wektu lan durasi bisa mengaruhi sistem sirkadian manungsa. Sing uga mengaruhi jam internal saben dina.Wektu cahya cahya bisa maju utawa tundha jam internal". Irama sirkadian bakal mengaruhi kinerja lan kenyamanan manungsa, lsp. Sistem sirkadian manungsa paling sensitif marang cahya ing 460nm (wilayah biru saka spektrum sing katon), dene sistem visual paling sensitif. kanggo 555nm (wilayah ijo). Dadi carane nggunakake CCT tunable lan kakiyatan kanggo nambah kualitas urip dadi luwih penting. .
Fig.1 Cahya duwe efek ganda ing profil melatonin 24 jam, efek akut lan efek Phase-Shifting.
Desain paket
Nalika sampeyan nyetel padhange halogen konvensional
lampu, werna bakal diganti.Nanging, LED konvensional ora bisa nyetel suhu warna nalika ngganti padhange, niru owah-owahan sing padha karo sawetara lampu konvensional.Ing dina sadurungé, akeh bolam bakal nggunakake dipimpin karo CCT LED beda digabungake ing PCB boardto
ngganti werna cahya kanthi ngganti arus nyopir.Perlu desain modul lampu sirkuit kompleks kanggo ngontrol CCT, sing ora gampang kanggo produsen luminer. Minangka desain lampu maju, perlengkapan lampu kompak kayata lampu titik lan lampu mudhun, nelpon kanggo ukuran cilik, modul LED kapadhetan dhuwur, nyukupi syarat tuning warna lan sumber cahya sing kompak, COB warna sing tunable katon ing pasar.
Ana telung struktur dhasar saka jinis tuning werna, pisanan, nggunakake CCT CSP anget lan CCT CsP iketan kelangan ing Papan PCB langsung minangka gambaran ing Figure 2. Tipe kapindho COB tunable karo LES kapenuhan sawetara loreng saka CCT phosphor beda. siliconesas ditampilake ing Figure
3.Ing karya iki, pendekatan katelu njupuk dening nyawiji CCT CSP LED anget karo biru loncat karo muter awak-Kripik lan rapet solder ditempelake ing substrate. Banjur bendungan silikon reflektif putih dispensed kanggo ngubengi anget-putih CSPs lan biru loncat karo muter awak-Kripik. , diisi silikon sing ngemot fosfor kanggo ngrampungake modul COB warna ganda kaya sing ditampilake ing Fig.4.
Gbr.4 CSP warna anget lan chip flip biru COB (Struktur 3- Pengembangan ShineOn)
Dibandhingake karo Struktur 3, Struktur 1 nduweni telung kekurangan:
(a) Campuran warna ing antarane sumber cahya CSP sing beda ing CCT sing beda-beda ora seragam amarga pamisahan silikon fosfor sing disebabake dening chip sumber cahya CSP;
(b) Sumber cahya CSP gampang rusak kanthi sentuhan fisik;
(c) Longkangan saben sumber cahya CSP gampang kanggo trap bledug kanggo nimbulaké abang lumen COB;
Structure2 uga duwe kekurangan:
(a) Kesulitan ing kontrol proses manufaktur lan kontrol CIE;
(b) Campuran warna ing antarane bagean CCT sing beda-beda ora seragam, utamane kanggo pola lapangan sing cedhak.
Gambar 5 mbandhingake lampu MR 16 sing dibangun kanthi sumber cahya Struktur 3 (kiwa) lan Struktur 1 (tengen).Saka gambar kasebut, kita bisa nemokake Struktur 1 nduweni iyub-iyub cahya ing tengah area emitting, dene distribusi intensitas cahya saka Struktur 3 luwih seragam.
Aplikasi
Ing pendekatan kita nggunakake Struktur 3, ana rong desain sirkuit beda kanggo werna cahya lan padhange tuning.Ing sirkuit saluran siji sing nduweni syarat driver sing prasaja, senar CSP putih lan senar flip-chip biru disambungake kanthi paralel. Ana resistor tetep ing senar CSP.Kanthi resistor, nyopir saiki dipérang antarane CSPs lan Kripik biru asil owah-owahan saka werna lan padhang.Asil tuning rinci ditampilake ing Tabel 1 lan Figure 6. Kurva tuning werna sirkuit siji-saluran ditampilake ing Figure7.CCT mundhak minangka arus nyopir.Kita wis temen maujud loro prilaku tuning karo siji emulating conventional halogen bulband tuning liyane linear.Kisaran CCT sing bisa disetel yaiku saka 1800K nganti 3000K.
Tabel 1.Fluks lan CCT owah-owahan kanthi nyopir saiki saka ShineOn saluran tunggal COB Model 12SA
Fig.7CCT tuning bebarengan karo kurva blackbody karo nyopir arus ing single-channelcircuit kontrol COB(7a) lan loro
prilaku tuning kanthi luminance relatif ing referensi kanggo lampu Halogen(7b)
Desain liyane nggunakake sirkuit dual-channel ngendi CCT tunable ngatur luwih amba saka single-channelcircuit.The CSP stringand blue flip-chip stringare electrically kapisah ing landasan lan kanthi mangkono mbutuhake daya khusus.Warna lan padhange disetel dening nyopir loro sirkuit ing tingkat saiki dikarepake lan rasio.Bisa disetel saka 3000k nganti 5700Kas ditampilake ing Gambar 8 saka ShineOn dual-channel COB model 20DA. Tabel 2 kadhaptar asil tuning rinci sing bisa rapet simulasi owah-owahan cahya dina saka esuk nganti sore. Kanthi nggabungaken nggunakake sensor panggonan lan kontrol sirkuit, sumber cahya sing bisa disetel iki mbantu nambah cahya biru ing wayah awan lan nyuda cahya biru ing wayah wengi, ningkatake kesejahteraan lan kinerja manungsa, uga fungsi lampu cerdas.
Ringkesan
Modul LED Tunable dikembangake kanthi nggabungake
paket skala chip (CSP) dan teknologi chip on board (COB).CSP lan chip flip biru digabungake ing papan COB kanggo entuk kapadhetan daya dhuwur lan keseragaman warna, struktur saluran dual digunakake kanggo entuk tuning CCT sing luwih akeh ing aplikasi kaya lampu komersial.Struktur saluran tunggal digunakake kanggo entuk fungsi dim-to-anget niru lampu halogen ing aplikasi kaya omah lan perhotelan.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Ngakoni
Penulis pengin ngakoni pendanaan saka The National Key Research and Development
Program China (No. 2016YFB0403900).Kajaba iku, dhukungan saka kolega ing ShineOn (Beijing)
Technology Co, uga matur nuwun sanget.
Referensi
[1] Han, N., Wu, Y.-H.lan Tang, Y,"Riset Piranti KNX
Node lan Pangembangan Adhedhasar Modul Antarmuka Bus", 29th Chinese Control Conference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. lan Hong, SH, "Proposal Anyar Sistem Manajemen Jaringan kanggo BACnet lan Model Referensi", 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2010, 28-33.
Wohlers I, Andonov R. lan 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. and Steen haut, K.,
"Coexistence with WiFi for a Home Automation ZigBee Product", IEEE 19th Symposium on Communications and Vehicular Technology in the Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ, Wu, QX lan Huang, YW, "Sistem Maca Meter Otomatis Adhedhasar Komunikasi Line Daya LonWorks", Konferensi Internasional babagan Teknologi lan 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 Konferensi Riset Musim Semi ARCC 2013, Mar, 2013
[7] Lighting Science Group White Paper,"Lighting: The Way to Health& Productivity", 25 April 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Bukti awal kanggo owah-owahan ing sensitivitas spektral sistem sirkadian ing wayah wengi",Journal of Circadian Rhythms 3:14.Februari 2005.
[9]Inanici, M, Brennan, M, Clark, E,"Spectral Daylighting
Simulasi: Computing Circadian Light", 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, India, Dec.2015.