ماژول های LED قابل تنظیم بر اساس CSP-COB
چکیده: تحقیقات حاکی از همبستگی بین رنگ منابع نوری و چرخه شبانه روزی انسان است. تنظیم کولور به نیازهای محیطی در برنامه های روشنایی با کیفیت بالا اهمیت بیشتری پیدا کرده است. طیف کاملی از نور باید از ویژگی های نزدیک به نور خورشید با CRI بالا برخوردار باشد ، اما از نظر ایده آل است به حساسیت انسان متناسب است. یک نور محور انسانی (HCL) باید مطابق با محیط تغییر مانند امکانات چند منظوره ، کلاسهای درس ， مراقبت های بهداشتی ， و ایجاد محیط و زیبایی شناسی مهندسی شود. ماژول های LED قابل تنظیم با ترکیب بسته های مقیاس تراشه (CSP) و فناوری تراشه در هیئت مدیره (COB) توسعه داده شد. CSP ها برای دستیابی به چگالی قدرت بالا و یکنواختی رنگ بر روی یک تخته COB یکپارچه شده اند ， ضمن اضافه کردن عملکرد جدید قابلیت تنظیم رنگ. در این مقاله به طراحی ، فرآیند و عملکرد ماژول های LED و کاربرد آن در گرم کردن نور LED و نور آویز اشاره شده است.
کلمات کلیدی:HCL ، ریتم شبانه روزی ، LED قابل تنظیم ، CCT دوگانه ، کم نور ، CRI
مقدمه
LED همانطور که می دانیم بیش از 50 سال است. توسعه اخیر LED های سفید همان چیزی است که آن را به عنوان جایگزینی برای سایر منابع نور سفید به چشم عموم آورده است. انعطاف پذیری طراحی جدید برای دیجیتالی کردن و تنظیم رنگ. دو روش اصلی برای تولید دیودهای دارای تابش سفید (WELD) وجود دارد که باعث ایجاد نور سفید با شدت بالا می شوند. سه رنگ اصلی-قرمز ، سبز و آبی-منتشر کنید و سپس سه رنگ را برای شکل دادن به نور سفید مخلوط کنید. دیگر استفاده از مواد فسفر برای تبدیل نور LED آبی یا بنفش یکپارچه به نور سفید با طیف گسترده است. یک لامپ فلورسنت کار می کند. این مهم است که توجه داشته باشید که "سفیدی" از نور تولید شده در اصل برای متناسب با چشم انسان مهندسی شده است و بسته به وضعیت ممکن است همیشه مناسب نباشد که به عنوان نور سفید فکر کند.
روشنایی هوشمند یک منطقه کلیدی در ساختمان هوشمند و شهر هوشمند امروزه است. تعداد فزاینده ای از تولید کنندگان در طراحی و نصب Lightingsin Smart New Frantacts شرکت می کنند. نتیجه این است که تعداد زیادی از الگوهای ارتباطی در مارک های مختلف محصولات اجرا می شود ， مانند knx) bacnetp '، dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks و غیره. یک مشکل مهم در همه این محصولات این است که آنها نمی توانند با آنها ارتباط برقرار کنند یکدیگر (یعنی سازگاری کم و گسترش).
چراغهای LED با توانایی ارائه رنگ نور متفاوت از روزهای ابتدایی روشنایی حالت جامد (SSL) در بازار روشنایی معماری بوده است. اگرچه ، نورپردازی با رنگ آمیزی همچنان یک کار در حال انجام است و به مقدار مشخصی از کارهای خانه نیاز دارد اگر نصب موفقیت آمیز باشد مشخص کننده است. سه دسته اصلی از نوع تنظیم رنگ در لامپ های LED وجود دارد: تنظیم سفید ، کم نور به گرم و تنظیم کامل. پروتکل های دیگر ， و برای ایجاد قدرت در ساختمان سخت هستند. به دلیل این گزینه ها ، LED راه حل های احتمالی برای تغییر رنگ یا CCT برای برآورده کردن ریتم های شبانه روزی انسان فراهم می کند.
ریتم شبانه روزی
گیاهان و حیوانات الگوهای تغییرات رفتاری و فیزیولوژیکی را در طی یک چرخه تقریباً 24 ساعته نشان می دهند که در طی روزهای متوالی تکرار می شوند-این ریتم های شبانه روزی است.
ریتم شبانه روزی توسط ملاتونین کنترل می شود که یکی از مهمترین هورمونهای تولید شده در مغز است. و همچنین خواب آلودگی را القا می کند. گیرنده های منوپسین فاز شبانه روزی را با خاموش کردن تولید ملاتونین با نور آبی تنظیم می کنند. به طور کامل وارد مراحل مختلف خواب - که یک زمان ترمیمی مهم برای بدن انسان است. furthermore تأثیر اختلال در شبانه روزی فراتر از ذهن آگاهی روز و خواب در شب است.
در مورد ریتم های بیولوژیکی در انسان می توان از چند طریق معمولاً اندازه گیری کرد ، چرخه خواب/بیدار ، دمای هسته بدن ، Melatoninconentration ، غلظت کورتیزول و غلظت آلفا آمیلاز 8. اما نور همگام سازهای اصلی ریتم های شبانه روزی به موقعیت محلی روی زمین است. شدت نور ， توزیع طیف ، زمان بندی و مدت زمان می تواند بر سیستم شبانه روزی انسان تأثیر بگذارد. این ساعت داخلی را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. زمان قرار گرفتن در معرض نور می تواند یا به تأخیر بیفتد و یا به تأخیر بیفتد. به 555 نانومتر (منطقه سبز). LED های قابل تنظیم با سیستم سنجش و کنترل یکپارچه می توانند برای برآورده کردن چنین نیازهای روشنایی سالم و سالم ایجاد شوند.
شکل 1 نور تأثیر دوگانه بر روی مشخصات ملاتونین 24 ساعته ، اثر حاد و اثر تغییر فاز دارد.
طرح بسته بندی
وقتی روشنایی هالوژن معمولی را تنظیم می کنید
لامپ ، رنگ تغییر خواهد کرد. با این حال ، LED معمولی قادر به تنظیم دمای رنگ در ضمن تغییر روشنایی نیست - تقلید همان تغییر برخی از روشنایی معمولی. در روزهای اولیه ، بسیاری از لامپ ها از LED با LED های مختلف CCT که در BoardTO PCB ترکیب شده اند استفاده می کنند
با تغییر جریان رانندگی ، رنگ روشنایی را تغییر دهید. برای کنترل CCT به طراحی ماژول چراغ مدار پیچیده نیاز دارد ، که کار ساده ای برای تولید کننده لامپ نیست. در صورت پیشرفت طراحی روشنایی - فیکسچر روشنایی جمع و جور مانند چراغ های نقطه ای و چراغ های پایین ، اندازه تماس های اندازه ، ماژول های LED با چگالی بالا هر دو تنظیم رنگ و نیازهای منبع نور جمع و جور را برآورده کنید ، COB های رنگی قابل تنظیم در بازار ظاهر می شوند.
سه ساختار اساسی از انواع تنظیم رنگ وجود دارد ، اول ، از اتصال CCT CCT و CCT CCT CSP در صفحه PCB که مستقیماً در شکل 2 نشان داده شده است استفاده می کند. سیلیکونهای نشان داده شده در شکل
کار 3.inthis ، یک رویکرد سوم با مخلوط کردن CCT CSP CSP Ledswith Blue Flip-Chips و از نزدیک لحیم شده بر روی یک بستر است. پس از آن یک سد سیلیکون بازتابی سفید برای احاطه CSP های سفید و تراشه های آبی به صورت جداگانه توزیع می شود. ، پر از فسفر حاوی سیلیکونتو ماژول COB رنگ دوگانه همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است.
شکل 4 رنگ گرم CSP و COB تراشه آبی (ساختار 3- توسعه Shineon)
با مقایسه با ساختار 3 ، ساختار 1 دارای سه مضرات است:
(الف) مخلوط کردن رنگ در بین منابع مختلف نور CSP در CCT های مختلف به دلیل تفکیک سیلیکون فسفر ناشی از تراشه های منابع نور CSP یکنواخت نیست.
(ب) منبع نور CSP با لمس فیزیکی به راحتی آسیب می بیند.
ج) شکاف هر منبع نور CSP به راحتی می توان گرد و غبار را به دام انداخت تا باعث کاهش لومن کابین شود.
ساختار 2 همچنین دارای معایب خود است:
(الف) مشکل در کنترل فرآیند تولید و کنترل CIE.
(ب) مخلوط کردن رنگ در بین بخش های مختلف CCT یکنواخت نیست ، به خصوص برای الگوی میدان نزدیک.
شکل 5 لامپ های MR 16 ساخته شده با منبع نور ساختار 3 (سمت چپ) و ساختار 1 (راست) را مقایسه می کند. از تصویر ، می توانیم پیدا کنیم که ساختار 1 دارای سایه نوری در مرکز منطقه ساطع کننده است ، در حالی که توزیع شدت Theluminous از ساختار 3 یکنواخت تر است.
برنامه
در رویکرد ما با استفاده از ساختار 3 ، دو طرح مدار مختلف برای رنگ روشن و تنظیم روشنایی وجود دارد. در یک مدار تک کانال که دارای یک درایور ساده است ، رشته CSP سفید و رشته تراشه آبی به صورت موازی به هم وصل می شوند. یک مقاومت ثابت در رشته CSP وجود دارد. با مقاومت ، جریان رانندگی بین CSP و تراشه های آبی که در نتیجه تغییر رنگ و روشنایی تقسیم می شود تقسیم می شود. نتایج تنظیم دقیق در جدول 1 و شکل 6 نشان داده شده است. منحنی تنظیم رنگ مدار تک کانال نشان داده شده در شکل 7. CCT جریان رانندگی را افزایش می دهد. ما دو رفتار تنظیم را با یکی از بولب باند هالوژن معمولی تنظیم کرده ایم و دیگر تنظیم خطی تر. دامنه CCT قابل تنظیم از 1800k تا 3000k است.
جدول 1. تغییر شار و CCT با جریان رانندگی مدل COB تک کانال Shineon Model 12SA
تنظیم شکل 7CCT به همراه منحنی سیاه با جریان رانندگی در COB کنترل شده تک کانال (7a) و دو
رفتارهای تنظیم با درخشش نسبی در اشاره به لامپ هالوژن (7b)
طرح دیگر از یک مدار دو کانال استفاده می کند که در آن ترتیب تنظیم CCT گسترده تر از تک کانال های تک کانال است. CSP Stringand Blue Flip-Chip Stringare به صورت الکتریکی بر روی بستر جدا شده و بنابراین به منبع تغذیه ویژه نیاز دارد. رنگ و روشنایی توسط تنظیم می شود رانندگی دو مدار در سطح و نسبت فعلی مورد نظر. این را می توان از 3000K تا 5700kas نشان داده شده در شکل 8 از COB DUALANK COB COB Model 20DA نشان داده شده است. مدارها ， این منبع نور قابل تنظیم در طول روز ، قرار گرفتن و همچنین عملکردهای روشنایی هوشمند.
خلاصه
ماژول های LED قابل تنظیم با ترکیب ساخته شدند
بسته های مقیاس تراشه (CSP) و تراشه در صفحه (COB) فناوری. تراشه Flip Blue Cspsand برای دستیابی به چگالی قدرت بالا و یکنواختی رنگ بر روی یک صفحه COB یکپارچه شده است ، از ساختار دو کانال برای دستیابی به تنظیم گسترده تر دوربین مدار بسته در برنامه هایی مانند نورپردازی تجاری استفاده می شود. از ساختار تک کانال برای دستیابی به عملکرد کم نور به گرمی که لامپ هالوژن را در برنامه هایی مانند خانه و مهمان نوازی تقلید می کند ، استفاده می شود.
978-1-5386-4851-3/17/31.00 02017 IEEE
تصدیق
نویسندگان دوست دارند بودجه تحقیق و توسعه کلیدی ملی را تصدیق کنند
برنامه چین (شماره 2016YFB0403900). علاوه بر این ، پشتیبانی از همکاران در شاتون (پکن)
شرکت فناوری ، همچنین با قدردانی قدردانی می شود.
منابع
[1] Han ، N. ، Wu ، Y.-H. و Tang ، Y ، "تحقیق در مورد دستگاه KNX
گره و توسعه بر اساس ماژول رابط اتوبوس "، بیست و دومین کنفرانس کنترل چین (CCC) ، 2010 ، 4346 -4350.
[2] Park ، T. and Hong ، SH ، "پیشنهاد جدیدی از سیستم مدیریت شبکه برای BACNET و الگوی مرجع آن" ، هشتمین کنفرانس بین المللی IEEE در انفورماتیک صنعتی (Indin) ، 2010 ، 28-33.
[3] Wohlers I ، Andonov R. and Klau GW ، "Dalix: تراز ساختار پروتئین بهینه DALI" ، معاملات IEEE/ACM در زیست شناسی محاسباتی و بیوانفورماتیک ، 10 ، 26-36.
[4] Dominguez ، F ، Touhafi ، A. ، Tiete ، J. and Steen Haut ، K. ،
"همزیستی با WiFi برای یک محصول Zigbee اتوماسیون خانگی" ， IEEE 19 سمپوزیوم ارتباطات و فناوری وسایل نقلیه در Benelux (SCVT) ، 2012 ، 1-6.
[5] Lin ، WJ ， Wu ، QX و Huang ، YW ، "سیستم خواندن کنتور اتوماتیک مبتنی بر ارتباط خط برق از Lonworks" ، کنفرانس بین المللی فناوری و نوآوری (ITIC 2009) ، 2009،1-5.
[6] الیس ، EV ، گونزالز ، EW ، و همکاران ، "نور روز تنظیم خودکار با LED: روشنایی پایدار برای سلامتی و بهزیستی" ، مجموعه مقالات کنفرانس تحقیقاتی بهاری ARCC 2013 ، مارس ، 2013
[7] گروه علوم روشنایی ، کاغذ سفید ، "روشنایی: راه سلامت و بهره وری" ، 25 آوریل 2016.
[8] Figueiro ، MG ، Bullough ، JD ، et al ، "شواهد اولیه برای تغییر در حساسیت طیفی سیستم شبانه روزی در شب" ، مجله ریتم های شبانه روزی 3:14. فوریه 2005.
[9] Inanici ، M ، Brennan ، M ، Clark ، E ، "نور روز طیفی
شبیه سازی ها: محاسبات نور شبانه روزی "، چهاردهمین کنفرانس انجمن بین المللی شبیه سازی عملکرد ساختمان ، حیدرآباد ، هند ، دسامبر .2015.