CSP-COB негизинде жөнгө салынуучу LED модулдары
Аннотация: Изилдөөлөр жарык булактарынын түсү менен адамдын циркаддык циклинин ортосундагы корреляцияны көрсөттү. Түстөрдү экологиялык муктаждыктарга тууралоо жогорку сапаттагы жарыктандыруу колдонмолорунда барган сайын маанилүү болуп калды. Жарыктын кемчиликсиз спектри жогорку CRI менен күн нуруна эң жакын сапаттарды көрсөтүшү керек, бирок идеалдуу түрдө адамдын сезимталдыгына ылайыкташтырылган.Адамдын борборлоштурулган жарыгы (HCL) көп колдонуучу жайлар, класстар, саламаттыкты сактоо сыяктуу чөйрөнүн өзгөрүшүнө ылайык иштелип чыгып, атмосфераны жана эстетиканы түзүү керек.Түзүлүүчү LED модулдары чиптин масштабдуу пакеттерин (CSP) жана борттогу чипти (COB) бириктирүү аркылуу иштелип чыккан.CSPs жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгына жана түстөрдүн бирдейлигине жетүү үчүн COB тактасына бириктирилген, ошол эле учурда түстү тууралоонун жаңы функциясын кошуу. Натыйжада жарык булагын күндүзгү жаркыраган, муздак түстүү жарыктан тынымсыз басаңдатууга, кечинде жылуураак жарыктандырууга, Бул документте LED модулдарынын дизайны, процесси жана иштеши жана анын жылуу күңүрттөлүүчү LED жарыгында жана кулон жарыгында колдонулушу жөнүндө кеңири маалымат берилген.
Негизги сөздөр:HCL, Циркадиандык ритмдер, Түзүлүүчү LED, Кош CCT, Жылуу Караңгылык, CRI
Киришүү
Биз билгендей LED 50 жылдан ашуун убакыттан бери иштеп келе жатат.Ак светодиоддордун акыркы кездеги өнүгүшү аны башка ак жарык булактарынын ордуна коомчулуктун назарына алып келген нерсе. Салттуу жарык булактарына салыштырмалуу, LED энергияны үнөмдөөнүн жана узак иштөөнүн артыкчылыктарын гана көрсөтпөстөн, ошондой эле жарыктын эшигин ачат. санариптештирүү жана түстөрдү тууралоо үчүн дизайндын жаңы ийкемдүүлүгү. Жогорку интенсивдүү ак жарыкты жаратуучу ак жарык чыгаруучу диоддорду (WLED) чыгаруунун эки негизги жолу бар. Алардын бири үч негизги түстү — кызыл, жашыл жана көктү чыгарган жеке LEDди колдонуу. — анан ак жарыкты пайда кылуу үчүн үч түстү аралаштырыңыз. Экинчиси, монохроматтык көк же кызгылт көк LED жарыгын кең спектрдеги ак жарыкка айландыруу үчүн фосфор материалдарды колдонуу, флуоресценттүү лампочканын иштеши сыяктуу. Өндүрүлгөн жарыктын "актыгы" адамдын көзүнө ылайыкташтырылып иштелип чыккан жана кырдаалга жараша аны ак жарык катары кабыл алуу дайыма эле туура боло бербейт.
Акылдуу жарыктандыруу азыркы учурда акылдуу имараттын жана акылдуу шаардын негизги багыты болуп саналат. Жаңы конструкцияларда акылдуу жарыктарды долбоорлоого жана орнотууга өндүрүүчүлөрдүн саны көбөйүп баратат. Мунун кесепети ар кандай бренддердеги өнүмдөрдүн көп сандагы байланыш үлгүлөрүнүн ишке ашырылышы болуп саналат. ，мисалы, KNx ) BACnetP',DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, ж.б. Бул өнүмдөрдүн бардыгындагы олуттуу көйгөйлөрдүн бири – булар бири-бири менен иштеше албагандыгы (б.а. төмөн шайкештик жана кеңейүү).
Ар кандай жарык түсүн жеткирүү жөндөмдүүлүгү бар LED лампалары архитектуралык жарыктандыруу рыногунда катуу абалдагы жарыктандыруунун (SSL) алгачкы күндөрүнөн бери болуп келген. Бирок, түстү жөндөөчү жарык берүү уланып жаткан иш бойдон калууда жана белгилүү бир үй тапшырмасын талап кылат. орнотуу ийгиликтүү боло турган болсо, аныктагыч.LED лампаларында түстү жөндөөнүн үч негизги категориясы бар: ак тюнинг, күңүрт-жылуу жана толук түстүү тюнинг. Бардык үч категорияны Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth же зымсыз өткөргүч аркылуу башкарса болот. башка протоколдор, жана кубаттуулукту курууга жабдылган. Бул опциялардын аркасында LED адамдын циркаддык ритмдерин канааттандыруу үчүн түсүн же CCTди өзгөртүү үчүн мүмкүн болгон чечимдерди берет.
Circadian Rithms
Өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын жүрүм-туруму жана физиологиялык өзгөрүүлөрүнүн болжол менен 24 сааттык цикл ичинде кайталанып турган үлгүлөрү болот - бул циркаддык ритмдер.
Циркадиандык ритм мээде өндүрүлгөн негизги гормондордун бири болгон мелатонин тарабынан башкарылат.Жана ошондой эле уйкуга алып келет. Меланопсин рецепторлору ойгонгондо мелатонин өндүрүшүн токтотуп, көк жарык менен циркадиялык фазаны орнотот". Кечинде ошол эле көк толкун узундуктарындагы жарыктын таасири уйкуга тоскоол болуп, циркаддык ритмди бузат. Циркадиандык десинхронизация организмге тоскоолдук кылат. уйкунун ар кандай фазаларына толугу менен кирүү, бул адам денеси үчүн маанилүү калыбына келтирүүчү убакыт. Мындан тышкары, циркадиялык үзгүлтүктүн таасири күндүз жана түнкүсүн уктоодон тышкары.
Адамдардын биологиялык ритмдери жөнүндө, адатта, бир нече жол менен өлчөөгө болот, уйку/ойгоо цикли, дененин негизги температурасы, мелатониконцентрация, кортизол концентрациясы жана Альфа амилаза концентрациясы8. Бирок жарык циркаддык ритмдердин жер бетиндеги жергиликтүү абалга негизги синхронизатору болуп саналат, анткени жарыктын интенсивдүүлүгү, спектрдин бөлүштүрүлүшү, убактысы жана узактыгы адамдын циркаддык системасына таасир этиши мүмкүн. Бул күнүмдүк ички саатка да таасирин тийгизет.Жарыктын таасири убактысы ички саатты алдыга жылдырышы же кечеңдетиши мүмкүн". Циркадиандык ритмдер адамдын иштөөсүнө жана ыңгайлуулугуна таасир этет. 555нмге (жашыл аймак).Ошондуктан жашоонун сапатын жакшыртуу үчүн тууралануучу CCT жана интенсивдүүлүктү кантип колдонуу барган сайын маанилүү болуп баратат.Интегралдык сезүү жана башкаруу системасы менен түстүү жөндөөчү светодиоддорду ушундай жогорку өндүрүмдүүлүккө, дени сак жарыктандырууга талаптарга жооп берүү үчүн иштеп чыгууга болот. .
Fig.1 Жарык 24 сааттык мелатонин профилине кош таасир этет, курч эффект жана Фазаны өзгөртүү эффекти.
Пакет дизайны
Кадимки галогендин жарыктыгын жөндөгөндө
лампа, түсү өзгөрөт.Бирок, кадимки LED жарыктыгын өзгөртүүдө түс температурасын тууралай албайт, кээ бир кадимки жарыктандыруунун бирдей өзгөрүшүнө окшоштура албайт.Мурунку күндөрдө көптөгөн лампалар ПХБ тактасында бириктирилген ар кандай CCT диоддору менен жарыкты колдонушат.
айдоо агымын өзгөртүү менен жарык түсүн өзгөртүү.Ал CCTти башкаруу үчүн татаал схемалык жарык модулунун дизайнын талап кылат, бул лампа өндүрүүчүсү үчүн оңой иш эмес. Жарыктандыруунун дизайны өнүккөн сайын, споттук лампалар жана ылдый жарыктар сыяктуу компакттуу жарык берүүчү приборлор кичинекей өлчөмдөгү, жогорку тыгыздыктагы LED модулдарын чакырат. түстүү тюнинг жана компакт жарык булагынын талаптарын канааттандырат, түстүү COB базарда пайда болот.
Түстү жөндөөнүн үч негизги структурасы бар, биринчиси, 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ПХБ тактасында жылуу CCT CSP жана муздак CCT CsP байланышын колдонот. Экинчи типтеги жөндөөчү COB ар кандай CCT фосфорунун бир нече тилкелери менен толтурулган LES менен силикондор сүрөттө көрсөтүлгөн
3.Бул иште, үчүнчү ыкма жылуу CCT CSP LEDди көк флип-чиптерди жана субстратка тыгыз ширетүү менен аралаштыруу болуп саналат. Андан кийин жылуу-ак CSP жана көк флип-чиптерди курчап турган ак чагылдыруучу силикон дамбасы таратылат. 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй кош түстүү COB модулун бүтүрүү үчүн ал фосфор камтылган силикон менен толтурулган.
Fig.4 Жылуу түстүү CSP жана көк флип чип COB (Структура 3- ShineOn иштеп чыгуу)
3-структурага салыштырмалуу 1-түзүмдүн үч кемчилиги бар:
(a) Ар кандай ККТлардагы ар кандай CSP жарык булактарынын түс аралашуусу CSP жарык булактарынын чиптери менен шартталган фосфор силиконунун бөлүнүшүнө байланыштуу бирдей эмес;
(б) CSP жарык булагы физикалык тийүү менен оңой бузулат;
(c) ар бир CSP жарык булагынын боштугу COB люменин кыскартуу үчүн чаңды кармоо оңой;
Structure2 да кемчиликтери бар:
(а) Өндүрүш процессин көзөмөлдөө жана CIE контролдоо кыйынчылыгы;
(б) КАЖдын ар кандай бөлүмдөрүнүн арасында түстөрдүн аралашуусу, өзгөчө жакынкы талаа үлгүсү үчүн бирдей эмес.
5-сүрөттө 3-түзүмдүн (солдо) жана 1-түзүмдүн (оңдо) жарык булагы менен курулган MR 16 лампалары салыштырылган.Сүрөттөн биз 1-түзүмдүн эмитенттүү аймактын борборунда жарык көлөкө бар экенин, ал эми 3-түзүмдүн жарык интенсивдүүлүгүнүн бөлүштүрүлүшү бир калыпта экенин таба алабыз.
Тиркемелер
3-структураны колдонуу менен биздин мамилебизде жарык түсүн жана жарыктыгын тууралоо үчүн эки түрдүү схема дизайны бар.Жөнөкөй драйвер талап кылган бир каналдуу схемада ак CSP сап менен көк флип-чип сап параллелдүү туташтырылган. CSP сабында туруктуу резистор бар.Резистор менен кыймылдаткыч ток CSP жана көк микросхемалардын ортосунда бөлүнөт, натыйжада түс жана жарыктык өзгөрөт. Көбүрөөк тюнинг натыйжалары 1-таблицада жана 6-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бир каналдуу схеманын түстүү тюнинг ийри сызыгы 7-сүрөттө көрсөтүлгөн.CCT кыймылдаткыч токту жогорулатат.Биз эки тюнинг жүрүм-турумун түшүндүк, бири кадимки галогендик лампаны эмуляциялаган, экинчиси сызыктуу тюнинг.Жөндөлүүчү CCT диапазону 1800Кдан 3000Кга чейин.
1-таблица.Flux жана CCT ShineOn бир каналдуу COB Model 12SA агымы менен өзгөрөт
Fig.7CCT тюнинги кара дененин ийри сызыгы менен бир каналдуу схемада башкарылуучу COB(7a) жана эки
галоген лампага (7b) карата салыштырмалуу жаркыраган тууралоо жүрүм-туруму
Башка дизайн эки каналдуу схеманы колдонот, мында CCT жөндөөчү схемасы бир каналдуу схемага караганда кененирээк болот. CSP саптары жана көк флип-чип саптары субстратта электрдик жактан өзүнчө жайгашкан, ошондуктан ал атайын кубат менен камсыз кылууну талап кылат. Түсү жана жарыктыгы жөндөлгөн. эки чынжырды керектүү ток деңгээлинде жана катышта айдоо.Аны ShineOn кош каналдуу COB моделинин 20DA 8-сүрөтүндө көрсөтүлгөн 3000кдан 5700Кас чейин күүгө салууга болот. 2-таблицада күндүзгү жарыктын эртең менен кечке чейин өзгөрүшүн окшоштурган деталдуу тюнинг натыйжасы келтирилген. схемалар, бул жөндөлүүчү жарык булагы күндүз көгүлтүр жарыктын таасирин жогорулатууга жана түн ичинде көгүлтүр жарыктын таасирин азайтууга жардам берип, адамдардын жыргалчылыгын жана адамдын иштешин, ошондой эле акылдуу жарыктандыруу функцияларын илгерилетет.
Жыйынтык
Tunable LED модулдары айкалыштыруу менен иштелип чыккан
чип масштабдуу пакеттер (CSP) жана борттогу чип (COB) технологиясы.CSPsand көк флип чиптери жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгына жана түстөрдүн бирдейлигине жетүү үчүн COB тактасына бириктирилген, кош каналдуу түзүлүш коммерциялык жарыктандыруу сыяктуу колдонмолордо кеңири CCT тюнингге жетишүү үчүн колдонулат.Үй жана меймандостук сыяктуу тиркемелерде галоген лампаны эмуляциялоочу күңүрт-жылуу функцияга жетүү үчүн бир каналдуу түзүлүш колдонулат.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Ыраазычылык
Авторлор The National Key Research and Development фондунан каржыланганын белгилегиси келет
Кытайдын программасы (No 2016YFB0403900).Мындан тышкары, ShineOn (Пекин) кесиптештеринин колдоосу
Technology Co, ошондой эле ыраазычылык менен кабыл алынат.
Шилтемелер
[1] Хан, Н., Ву, Ю.-Х.жана Танг, Y, "KNX түзмөктү изилдөө
Bus Interface модулунун негизинде түйүн жана өнүгүү", 29-кытайлык башкаруу конференциясы (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. and Hong, SH , “A New Proposal of Network Management System for BACnet and its Reference Model”, 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2010, 28-33.
[3]Wohlers I, Andonov R. and Klau GW, "DALIX: Optimal DALI Protein Structure Alignment", IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 10, 26-36.
[4]Домингес, Ф, Тухафи, А., Тиете, Дж. жана Стин Хаут, К.,
"Үйдү автоматташтыруу үчүн WiFi менен бирге жашоо ZigBee продуктусу", IEEE 19-Бенилюкстеги коммуникациялар жана транспорттук технологиялар боюнча симпозиум (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ， Wu, QX and Huang, YW,"Automatic Meter Reading System Based on Power Line Communication of LonWorks", Технология жана инновация боюнча эл аралык конференция (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, ж.
[7] Lighting Science Group White Paper, "Lighting: The Way to Health & Productivity", 25-апрель, 2016-жыл.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Түндө циркаддык системанын спектралдык сезгичтигинин өзгөрүшү үчүн алдын ала далилдер", Circadian Rhythms журналы 3:14.2005-жылдын февраль айы.
[9]Инаничи, М, Бреннан, М, Кларк, Е, "Spectral Daylighting"
Simulations: Computing Circadian Light", 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Хайдарабад, Индия, Dec.2015.