Módulos LED sintonizables basados en CSP-COB
Abstracto: La investigación ha indicado que la correlación entre el color de las fuentes de luz y el ciclo circadiano humano. El ajuste de la columna a las necesidades ambientales se ha vuelto cada vez más importante en las aplicaciones de iluminación de alta calidad. Un espectro de luz perfecto debería exhibir cualidades más cercanas a la luz solar con alto CRI, pero está idealmente sintonizado con la sensibilidad humana. Una luz centrada en humanos (HCL) debe ser diseñada de acuerdo con el entorno de cambio, como instalaciones de usos múltiples, aulas, atención médica, y para crear ambiente y estética. Los módulos LED sintonizables se desarrollaron combinando la tecnología de paquetes de escala de chips (CSP) y chip a bordo (COB). Los CSP están integrados en una placa de mazorca para lograr una alta densidad de potencia y uniformidad del color, al tiempo que agregan una nueva función de sintonizabilidad del color. La fuente de luz resultante se puede ajustar continuamente desde la iluminación brillante y de color más fresco durante el día hasta la iluminación más cálida y más cálida en la noche, este documento detalla el diseño, el proceso y el rendimiento de los módulos LED y su aplicación en la luz de la luz y la luz de los pendientes.
Palabras clave:HCL, ritmos circadianos, LED sintonizable, CCT dual, atenuación cálida, CRI
Introducción
El LED tal como lo sabemos ha existido durante más de 50 años. El reciente desarrollo de LED blancos es lo que lo ha llevado al ojo público como un reemplazo para otras fuentes de luz blanca. Tres colores primarios: rojo, verde y azul) y luego mezcle tres colores para formar luz blanca. El otro es usar materiales de fósforo para convertir la luz LED monocromática azul o violeta a luz blanca de amplio espectro, de la misma manera que una bombilla fluorescente funciona.
La iluminación inteligente es un área clave en el edificio inteligente y la ciudad inteligente hoy en día. Un número cada vez mayor de fabricantes participa en el diseño e instalación de iluminación inteligente en nuevas construcciones. La consecuencia es que una gran cantidad de patrones de comunicación se implementa en diferentes marcas de productos, como KNX) BACnetp ', Dali, Dali, Zigbee-Zhazba' '. (es decir, baja compatibilidad y extensibilidad).
Las luminarias LED con la capacidad de ofrecer un color de luz variable han estado en el mercado de iluminación arquitectónica desde los primeros días de la iluminación de estado sólido (SSL). Aunque, la iluminación ajustable de color sigue siendo un trabajo en progreso y requiere una cierta cantidad de tarea por parte del especificador si la instalación debe ser exitosa. Hay tres categorías básicas de tipos de ajuste de color en luminarias LED: ajuste blanco, tenue a calentamiento y ajuste a todo color. Todas las tres categorías pueden ser controladas por un transmisor inalámbrico que usa Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth u otros protocolos, y están afectados a la potencia de construcción.
Ritmos circadianos
Las plantas y los animales exhiben patrones de cambios conductuales y fisiológicos en un ciclo de aproximadamente 24 horas que se repiten durante días sucesivos: estos son ritmos circadianos. Los ritmos circadianos están influenciados por ritmos exógenos y endógenos.
El ritmo circadiano está controlado por la melatonina, que es una de las principales hormonas producidas en el cerebro. E también induce somnolencia. Los receptores de melanopsina establecen la fase circadiana con luz azul al alzar al cerrar la producción de melatonina ". La exposición a las mismas longitudes de onda azul de la luz en la noche interferirá con el sueño e interrumpirá el ritmo circadiano. La desinchronización de los Circonización de Circronización por completo de la entrada de los diversos fases de los diversos fases de las fases de las fases de los diversos del sueño es un tiempo crítico para el cuerpo crítico para el cuerpo humano. El impacto de la interrupción circadiana se extiende más allá de la atención plena el día y el sueño por la noche.
Acerca de los ritmos biológicos en los humanos se pueden medir de varias maneras, por lo general, el ciclo del sueño/vigilia, la temperatura corporal del núcleo, la melatoninccentración, la concentración de cortisol y la concentración de alfa amilasa 8. Pero la luz es el principal sincronizadores principales de los ritmos circadianos a la posición local en la Tierra, porque la intensidad de la luz de la luz, la distribución del espectro del espectro y la duración de los circadianes influyen a diario. también. El tiempo de exposición a la luz puede avanzar o retrasar el reloj interno ". Los ritmos circadianos influirán en el rendimiento y la comodidad del humano, etc. El sistema circadiano humano es más sensible a 460 nm (región azul del VisibleSpectrum), mientras que el sistema visual es más insensible a 555 nm (región verde). Por lo tanto, la forma de usar la calidad de la vida y la intensidad para mejorar la calidad de la calidad más importante y más importantes y más importantes es más importante. Se pueden desarrollar LED sintonizables con sistema de detección y control integrado para cumplir con los requisitos de iluminación saludables y de alto rendimiento.
La Fig. 1 La luz tiene un doble efecto sobre el perfil de melatonina de 24 horas, el efecto agudo y el efecto de cambio de fase.
Diseño de paquetes
Cuando ajusta el brillo del halógeno convencional
Lámpara, el color se cambiará. Sin embargo, el LED convencional no puede ajustar la temperatura del color mientras cambia el brillo, emulando el mismo cambio de alguna iluminación convencional. En los primeros días, muchas bombillas utilizarán LED con diferentes LED CCT combinados en la placa PCBTO
Cambie el color de la iluminación cambiando la corriente de conducción. Necesita un diseño de módulo de luz de circuito complejo para controlar CCT, lo que no es una tarea fácil para el fabricante de luminarias. A medida que avanza el diseño de iluminación, el accesorio de iluminación compacto, como luces manchas y luces de luz, llaman a un tamaño de flota, módulos LED de alta densidad, para satisfacer tanto la sintonización de color como los requisitos de fuente de luz compacta, aparecen en el mercado las mazas de color de color ajustables.
Hay tres estructuras básicas de tipos de ajuste de color, el primero, utiliza el CCT CCT cálido y la unión CCT CCT fría en la placa PCB directamente ilustrada en la Figura 2. El segundo tipo de mazorca sintonizable con LES llenas con múltiples rayas de diferentes silicones de fosfor CCT que se muestran en la figura
3.Tre el trabajo, se está tomando un tercer enfoque mezclando CCT CSP cálido con chips azules y soldadura estrechamente unida en un sustrato. Luego, una presa de silicona reflectante blanca se dispensa para rodear el CSPS en blanco y los chips azules.
Fig.
En comparación con la estructura 3, la estructura 1 tiene tres desventajas:
(a) La mezcla de color entre las diferentes fuentes de luz CSP en diferentes CCTS no es uniforme debido a la segregación de la silicona de fósforo causada por las astillas de las fuentes de luz CSP;
(b) La fuente de luz CSP está dañada fácilmente con un toque físico;
(c) La brecha de cada fuente de luz CSP es fácil de atrapar el polvo para causar reducción de la luz de mazorca;
Structure2 también tiene sus desventajas:
(a) dificultad en el control del proceso de fabricación y el control de CIE;
(b) La mezcla de color entre las diferentes secciones de CCT no es uniforme, especialmente para el patrón de campo cercano.
La Figura 5 compara las lámparas MR 16 construidas con la fuente de luz de la estructura 3 (izquierda) y la estructura 1 (derecha). Desde la imagen, podemos encontrar que la estructura 1 tiene un tono ligero en el centro del área de emisión, mientras que la distribución de la intensidad en la estructura 3 es más uniforme.
Aplicaciones
En nuestro enfoque utilizando la estructura 3, hay dos diseños de circuitos diferentes para el color de la luz y el ajuste de brillo. En un circuito de un solo canal que tiene un requisito de controlador simple, la cadena CSP blanca y la cadena de chip azul flip están conectados en paralelo. Hay una resistencia fija en la cadena CSP. Con la resistencia, la corriente de conducción se divide entre CSP y chips azules que resulta en el cambio del color y el brillo. Los resultados de sintonización detallados se muestran en la Tabla 1 y la Figura 6. La curva de sintonización de color de los circuitos de un solo canal que se muestra en la Figura 7. El CCT aumenta la corriente de conducción. Nos hemos dado cuenta de dos comportamientos de ajuste con una emulante de halógeno convencional de halógeno, la otra sintonización más lineal. El rango CCT sintonizable es de 1800k a 3000k.
Tabla 1. Cambio de flujo y CCT con la corriente de conducción de Shineon Modelo de COB de un solo canal 12SA
Fig. 7CCT Tuning junto con la curva de cuerpo negro con corriente de conducción en la mazorca controlada con circuito de un solo canal (7a) y los dos
Comportamientos de ajuste con luminancia relativa en referencia a la lámpara halógena (7b)
El otro diseño utiliza un circuito de doble canal donde el arreglo sintonizable CCT es más ancho que el circuito de canal único. El CSP String y Blue Flip-chip Stringare se separan eléctricamente en el sustrato y, por lo tanto, requiere una fuente de alimentación especial. El color y el brillo están sintonizados conduciendo los dos circuitos a nivel de corriente y relación de corriente deseada. Se puede ajustar de 3000k a 5700kas que se muestra en la Figura 8 del modelo de COB de doble canal de Shineon 20DA.Table 2 enumeró el resultado de sintonización detallado que puede simular de cerca el cambio de luz del día de la mañana a la noche. Al combinar el uso del sensor de ocupación y los circuitos de control de la luz, la luz de la luz sintonizable aumenta la luz de la luz durante el día y la exposición a la exposición a la luz azul durante la noche. así como funciones de iluminación inteligente.
Resumen
Se desarrollaron módulos LED sintonizables combinando
Paquetes de escala de chips (CSP) y tecnología de chip a bordo (COB). CSPS y Blue Flip Chip se integran en una placa de mazorca para lograr una alta densidad de potencia y uniformidad del color, la estructura de doble canal se utiliza para lograr un ajuste CCT más amplio en aplicaciones como la iluminación comercial. La estructura de un solo canal se utiliza para lograr una función de halógeno que emule la función de halógeno en las aplicaciones como el hogar y la hospitalidad.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
Reconocimiento
Los autores desean reconocer la financiación de la investigación y el desarrollo nacionales clave
Programa de China (No. 2016YFB0403900). Además, el apoyo de los colegas en Shineon (Beijing)
Technology Co, también es agradecido.
Referencias
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