CSP-COB-en oinarritutako LED modulu sintonizagarriak
Laburpena: Ikerketak argi-iturrien kolorearen eta giza ziklo zirkadianoaren arteko korrelazioa adierazi du. Koloreak ingurumen-beharretara egokitzea gero eta garrantzitsuagoa izan da kalitate handiko argiztapen-aplikazioetan. Argi-espektro perfektu batek eguzki-argitik hurbilen dauden ezaugarriak erakutsi beharko lituzke CRI altuarekin, baina ezin hobea da. giza sentiberatasunarekin bat eginda.Giza zentratutako argia (HCL) aldaketa-ingurunearen arabera diseinatu behar da, hala nola erabilera anitzeko instalazioak, ikasgelak, osasun arreta, eta giroa eta estetika sortzeko.LED modulu sintonizagarriak txip eskala paketeak (CSP) eta chip on board (COB) teknologia konbinatuz garatu ziren.CSPak COB taula batean integratzen dira potentzia-dentsitate handia eta kolore-uniformitatea lortzeko, kolorearen doikuntzaren funtzio berria gehitzen duten bitartean. Ondorioz, argi-iturria etengabe sintonizatu daiteke egunean zehar koloreko argi distiratsu eta freskoagotik itzaltzeko, arratsaldean argi beroagoa izateko. Artikulu honek LED moduluen diseinua, prozesua eta errendimendua zehazten ditu, eta bero-iluntzeko LED argiaren eta zintzilikarioaren argiaren aplikazioa.
Hitz gakoak:HCL, erritmo zirkadiarrak, LED sintonizagarria, CCT bikoitza, Iluntze beroa, CRI
Sarrera
LEDa ezagutzen dugun bezala 50 urte baino gehiago daramatza.LED zurien azken garapenak beste argi zuri-iturri batzuen ordezko gisa ekarri du publikoaren begietara. Argi-iturri tradizionalekin alderatuta, LED-ak energia aurreztearen eta bizitza luzearen abantailak ez ezik, atea irekitzen ditu. Diseinuaren malgutasun berria digitalizatzeko eta koloreak sintonizatzeko. Intentsitate handiko argi zuria sortzen duten argi-igorle zuriak (WLED) ekoizteko bi modu nagusi daude. Bata hiru kolore nagusi igortzen dituzten LED indibidualak erabiltzea da: gorria, berdea eta urdina. —eta, ondoren, hiru kolore nahastu argi zuria sortzeko. Bestea, fosforo materialak erabiltzea da LED argi monokromatikoa edo bioleta espektro zabaleko argi zuri bihurtzeko, bonbilla fluoreszente batek funtzionatzen duen modu berean. Kontuan izan behar da. ekoitzitako argiaren 'zuritasuna' funtsean giza begiari egokitzeko diseinatuta dagoela, eta egoeraren arabera agian ez da beti egokia izango argi zuri gisa pentsatzea.
Argiztapen adimenduna funtsezko eremua da eraikin adimendunean eta hiri adimendunean gaur egun. Gero eta fabrikatzaile gehiagok hartzen du parte eraikuntza berrietan argiztapen adimendunen diseinuan eta instalazioan. Ondorioz, produktuen marka ezberdinetan komunikazio eredu ugari ezartzen da. ，esaterako, KNx ) BACnetP',DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, etab. Produktu hauen guztien arazo larria da ezin dutela elkarrekin funtzionatu (hau da, bateragarritasun eta hedagarritasun txikia).
Argi kolore desberdinak emateko gaitasuna duten LED luminariak egoera solidoko argiztapenaren (SSL) hasieratik egon dira arkitekturako argiztapenaren merkatuan. Dena den, kolorez molda daitekeen argiak lan egiten jarraitzen du eta etxeko lanak behar izaten ditu. instalazioa arrakastatsua izango den zehazten du.LED luminarietan koloreak doitzeko oinarrizko hiru kategoria daude: sintonizazio zuria, iluntzetik beroa eta kolore osoko sintonizazioa. Hiru kategoria haririk gabeko transmisore baten bidez kontrola daitezke Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth edo Bluetooth bidez. beste protokolo batzuk, eta indarrez eraikitzeko kableatuta daude. Aukera hauen ondorioz, LED kolorea edo CCT aldatzeko irtenbide posibleak eskaintzen ditu giza erritmo zirkadianoak betetzeko.
Erritmo zirkadiarrak
Landareek eta animaliek jokabide- eta fisiologia-aldaketak erakusten dituzte gutxi gorabehera 24 orduko zikloan, egunetan errepikatzen direnak. Erritmo zirkadianoak dira. Erritmo zirkadianoek erritmo exogeno eta endogenoek eragiten dute.
Erritmo zirkadianoa garunean sortzen den hormona nagusietako bat den melatoninak kontrolatzen du.Eta logura ere eragiten du. Melanopsinaren errezeptoreek esnatzean argi urdinarekin ezartzen dute fase zirkadianoa, melatonina ekoizpena itzaliz. Arratsaldean argiaren uhin-luzera urdin berberen esposizioak loa oztopatuko du eta erritmo zirkadianoa etengo du. loaren hainbat fasetan guztiz sartzea, hau da, giza gorputzaren leheneratze garai kritikoa. Gainera, zirkadianoaren etenaren eragina egunez eta gauez lo egiteaz gaindi hedatzen da.
Gizakiaren erritmo biologikoei buruz hainbat modutan neur daitezke normalean, lo/esna zikloa, gorputz-tenperatura, melatonin-kontzentrazioa, kortisol-kontzentrazioa eta alfa amilasa-kontzentrazioa8. Baina argia da erritmo zirkadianoen sinkronizatzaile nagusiak lurrean tokiko posizioarekin, izan ere, argiaren intentsitateak, espektroaren banaketak, denborak eta iraupenak giza sistema zirkadianoan eragin dezakete. Horrek eguneroko barne erlojuari ere eragiten dio.Argiaren esposizioaren denborak barneko erlojua aurreratu edo atzeratu dezake". Erritmo zirkadianoek gizakiaren errendimenduan eta erosotasunean eragingo dute, etab. Giza sistema zirkadianoa 460 nm-ko argiarekiko sentikorrena da (ikusmenezko espektroaren eskualde urdina), eta ikusmen-sistema sentikorrena da. 555nm-ra (eskualde berdea). Beraz, nola erabili CCT eta intentsitatea sintonizagarria bizi-kalitatea hobetzeko gero eta garrantzitsuagoa da. Kolore sintonizagarriak den sentsore eta kontrol sistema integratua duten errendimendu handiko argiztapen baldintzak betetzeko garatu daitezke. .
1. Irudia Argiak eragin bikoitza du 24 orduko melatonina-profilean, efektu akutuan eta Fase-aldaketa efektuan.
Paketeen diseinua
Ohiko halogenoen distira doitzen duzunean
lanpara, kolorea aldatuko da.Hala ere, LED konbentzionalak ezin du kolore-tenperatura sintonizatu distira aldatzen duen bitartean, ohiko argiztapen batzuen aldaketa bera imitatuz.Aurreko egunetan, bonbilla askok led-a erabiliko dute PCB plakan konbinatutako CCT LED ezberdinekin.
aldatu argiaren kolorea gidatzeko korrontea aldatuz.Zirkuitu argiaren modulu konplexuen diseinua behar du CCT kontrolatzeko, eta hori ez da lan erraza luminarien fabrikatzailearentzat. Argiaren diseinuak aurrera egin ahala, argiztapen trinkoek, hala nola, fokuak eta beherako argiak, tamaina txikiko eta dentsitate handiko LED moduluak eskatzen ditu. koloreen doikuntza eta argi iturri trinkoaren eskakizunak betetzen ditu, kolore sintonizagarriak COBak agertzen dira merkatuan.
Kolore-sintonizazio moten oinarrizko hiru egitura daude, lehenengoa, CCT CSP beroa eta CCT CsP lotura freskoa erabiltzen du zuzenean PCB plakan 2. Irudian azaltzen den bezala. Bigarren motako COB sintonizagarria CCT fosforo ezberdineko marra anitzez betetako LESarekin. Irudian erakusten den silikona
3. Lan honetan, hirugarren ikuspegi bat hartzen ari da CCT CSP LED epelak flip-chip urdinekin eta substratu batean itsatsitako soldadura estuarekin nahastuz. Ondoren, silikonazko presa islatzaile zuri bat banatzen da CSP zuri epelak eta flip-txip urdinak inguratzeko. ,Fosforodun silikonaz beteta dago kolore bikoitzeko COB modulua osatzeko 4. irudian ikusten den moduan.
4. irudia Kolore beroko CSP eta flip chip urdina COB (Egitura 3- ShineOn garapena)
3. egiturarekin alderatuta, 1. egiturak hiru desabantaila ditu:
(a) CSP argi-iturri ezberdinen arteko koloreen nahasketa ez da uniformea CSP argi-iturrien txipek eragindako fosforo-silikona bereiztea dela eta;
(b) CSP argi-iturria erraz hondatzen da ukitu fisiko batekin;
(c) CSP argi-iturri bakoitzaren hutsunea erraza da hautsa harrapatzeko COB lumen murrizketa eragiteko;
Structure2-k bere desabantailak ere baditu:
a) Fabrikazio-prozesuen kontrola eta CIE kontrolatzeko zailtasuna;
(b) CCT sekzio ezberdinen artean koloreen nahasketa ez da uniformea, batez ere eremu hurbileko eredurako.
5. irudiak 3. egituraren (ezkerrean) eta 1. egituraren (eskuinean) argi iturriarekin eraikitako MR 16 lanparak alderatzen ditu.Irudiaren arabera, 1. Egiturak itzal argia duela igortzen duen eremuaren erdian aurki dezakegu, eta 3. Egituraren argi-intentsitatearen banaketa uniformeagoa da.
Aplikazioak
Egitura 3 erabiliz egin dugun ikuspegian, bi zirkuitu diseinu desberdin daude argiaren kolorea eta distira doitzeko.Gidari-eskakizun sinplea duen kanal bakarreko zirkuitu batean, CSP kate zuria eta flip-chip kate urdina paraleloan konektatzen dira. CSP katean erresistentzia finko bat dago.Erresistentziarekin, zirkulazio-korrontea CSP eta txip urdinen artean banatzen da kolorearen eta distiraren aldaketaren ondorioz. Sintonizazio-emaitzak zehatz-mehatz 1. taulan eta 6. irudian agertzen dira. Kanal bakarreko zirkuituaren kolore-sintonizazio-kurba 7. irudian ageri da.CCTk gidatzeko korrontea handitzen du.Bi sintonizazio jokaera konturatu gara bata bonbilla halogeno konbentzionala imitatuz eta bestea sintonizazio linealagoa.CCT sintonizagarria 1800K eta 3000K bitartekoa da.
Taula1.Fluxua eta CCT aldatzen dira ShineOn kanal bakarreko COB 12SA modeloaren gidatzeko korrontearekin
7. Irudia CCT sintonizazioa gorputz beltz kurbarekin batera, kanal bakarreko zirkuitu kontrolatutako COB (7a) eta bi korronte gidatzeko korrontearekin.
luminantzia erlatiboarekin doitzeko portaerak lanpara halogenoari dagokionez (7b)
Beste diseinuak kanal bikoitzeko zirkuitu bat erabiltzen du, non CCT sintonizagarria kanal bakarreko zirkuitua baino zabalagoa den. CSP katea eta flip-chip katea urdina elektrikoki bereizita daude substratuan eta, beraz, elikadura-iturri berezia behar du. Kolorea eta distira sintonizatuta daude. bi zirkuituak nahi den korronte mailan eta erlazioan gidatzea.3000k-tik 5700Ka-ra sintonizatu daiteke, ShineOn kanal bikoitzeko COB 20DA modeloko 8. irudian erakusten den. 2. taulak sintonizazio emaitza zehatza zerrendatu du, goizetik arratsaldera eguneko argiaren aldaketa gertutik simulatu daitekeena. Okupazio-sentsorearen eta kontrolaren erabilera konbinatuz. zirkuituak, argi-iturri doigarri honek argi urdinaren esposizioa handitzen laguntzen du egunean zehar eta argi urdinarekiko esposizioa murrizten du gauean, pertsonen ongizatea eta giza errendimendua sustatzen, baita argiztapen funtzio adimendunak ere.
Laburpen
LED modulu sintonizagarriak konbinatuz garatu ziren
chip scale packages (CSP) eta chip on board (COB) teknologia.CSPs eta blue flip chip COB taula batean integratuta daude potentzia-dentsitate handia eta kolore-uniformitatea lortzeko, kanal bikoitzeko egitura erabiltzen da argiztapen komertziala bezalako aplikazioetan CCT sintonizazio zabalagoa lortzeko.Kanal bakarreko egitura lanpara halogenoak imitatzen dituen funtzio ilunetik beroa lortzeko erabiltzen da, etxea eta ostalaritza bezalako aplikazioetan.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Aitorpena
Egileek The National Key Research and Development-en finantzaketa aitortu nahi dute
Txinako programa (2016YFB0403900 zk.).Gainera, ShineOn-eko (Beijing) lankideen laguntza
Technology Co, ere esker oneko aitorpena da.
Erreferentziak
[1] Han, N., Wu, Y.-H.eta Tang, Y,"KNX gailuaren ikerketa
Nodoa eta Garapena Bus Interfaze Moduluan oinarrituta", 29. Txinako Kontrol Konferentzia (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. eta 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. eta 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. eta Steen haut, K.,
“WiFi-rekin elkarbizitza domotika ZigBee produktu baterako”， IEEE 19th Symposium on Communications and Vehicular Technology in the Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ， Wu, QX eta Huang, YW, "Automatic Meter Reading System Based on Power Line Communication of LonWorks", Teknologia eta Berrikuntzari buruzko Nazioarteko Konferentzia (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, "Auto-tuning Daylight with LEDs: Sustainable Lighting for Health and Wellbeing", 2013ko ARCC Spring Research Conference-ren aktak, martxoa, 2013.
[7] Lighting Science Group White Paper, "Lighting: the Way to Health& Productivity", 2016ko apirilaren 25a.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Gaueko sistema zirkadianoaren sentikortasun espektralaren aldaketaren aurretiazko froga", Journal of Circadian Rhythms 3:14.2005eko otsaila.
[9]Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spectral Daylighting".
Simulations: Computing Circadian Light", International Building Performance Simulation Association-en 14. Konferentzia, Hyderabad, India, 2015eko abendua.