Tunable LED მოდულები CSP-COB- ის საფუძველზე
რეზიუმე: კვლევებმა აჩვენა, რომ კორელაცია მსუბუქი წყაროების ფერსა და ადამიანის ცირკადულ ციკლს შორის. გარემოსდაცვითი საჭიროებების ფერის შეცვლა უფრო და უფრო მნიშვნელოვანი გახდა მაღალი ხარისხის განათების პროგრამებში. შუქის სრულყოფილმა სპექტრმა უნდა გამოავლინოს მზის შუქთან ყველაზე ახლოს თვისებები, მაგრამ იდეალურადაა ადამიანის მგრძნობელობისკენ. ადამიანური ცენტრალური შუქი (HCL) უნდა იყოს ინჟინერირებული, ისეთი გარემოს შეცვლის მიხედვით, როგორიცაა მრავალსართულიანი ობიექტები, საკლასო ოთახები ， ჯანმრთელობის დაცვა და გარემოსა და ესთეტიკის შექმნა. Tunable LED მოდულები შემუშავდა ჩიპური მასშტაბის პაკეტების (CSP) და ჩიპის (COB) ტექნოლოგიის შერწყმით. CSPs are integrated on a COB board to achieve high power density and color uniformity，while adding new function of color tunability.The resulting light source can be continuously tuned from bright,cooler colored lighting during the day to dimmer，warmer lighting in the evening, ეს ნაშრომი აღწერს LED მოდულების დიზაინს, პროცესს და შესრულებას და მის გამოყენებას თბილ ციმციმში LED LED და გულსაკიდი შუქით.
საკვანძო სიტყვები:HCl, ცირკადული რიტმები, tunable LED, ორმაგი CCT, თბილი დაბნელება, CRI
შესავალი
LED, როგორც ვიცით, რომ ეს დაახლოებით 50 წელზე მეტია. თეთრი LED- ების ბოლოდროინდელი განვითარება არის ის ახალი დიზაინის მოქნილობა ციფრული და ფერის მორგებისთვის. აქ არის თეთრი შუქის დიოდების წარმოქმნის ორი ძირითადი გზა (WLEDs), რომლებიც წარმოქმნიან მაღალი ინტენსივობის თეთრ შუქს. ერთი არის ინდივიდუალური LED- ების გამოყენება ასხივეთ სამი ძირითადი ფერი-წითელი, მწვანე და ლურჯი-და შემდეგ აურიეთ სამი ფერი, რომ შექმნან თეთრი შუქი. სხვა არის ფოსფორის მასალების გამოყენება მონოქრომატული ლურჯი ან იისფერი LED შუქის გადასატანად ფართო სპექტრის თეთრ შუქზე-ბევრად იგივე გზით ფლუორესცენტული ნათურის სამუშაოები. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ წარმოებული შუქის ”სისუფთავე” არსებითად არის შექმნილი ადამიანის თვალის შესაფერისად და სიტუაციიდან გამომდინარე, ყოველთვის არ შეიძლება იყოს მიზანშეწონილი ამის შესახებ როგორც თეთრი შუქი.
Smart Lighting არის საკვანძო სფერო Smart Building და Smart City დღეს. მწარმოებლების მზარდი რაოდენობა მონაწილეობს ჭკვიანური განათების ახალი კონსტრუქციების დიზაინში და დამონტაჟებაში. ამის შედეგი არის ის ， როგორიცაა knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks და ა.შ. ერთი კრიტიკული პრობლემა ყველა ამ პროდუქტში არის ის, რომ მათ არ შეუძლიათ ურთიერთთანამშრომლობა ერთმანეთთან (ე.ი. დაბალი თავსებადობა და გაფართოება).
LED luminaires, რომელთაც აქვთ სხვადასხვა მსუბუქი ფერის მიწოდება, არქიტექტურული განათების ბაზარზე იმყოფებოდნენ მყარი მდგომარეობის განათების ადრეული დღეებიდან (SSL). თუმცა, ფერადი შესამცირებელი განათება რჩება სამუშაოების სამუშაო და მოითხოვს საშინაო დავალების გარკვეულ რაოდენობას თუ ინსტალაცია უნდა იყოს წარმატებული. LED luminaires– ში არსებობს ფერადი მორგების ტიპების სამი ძირითადი კატეგორია: თეთრი მორგება, დაბნელებით თბობა და სრულ ფერადი ტრეკინგი. ყველა სამი კატეგორიის კონტროლი შესაძლებელია უკაბელო გადამცემით Zigbee ， Wi-Fi, Bluetooth ან სხვა ოქმები ， და ძლიერდება ძალაუფლების მშენებლობისთვის. ამ ვარიანტების მიუხედავად, LED გთავაზობთ შესაძლო გადაწყვეტილებებს ფერის შეცვლის ან CCT– ის შესასრულებლად რიტმები.
ცირკადული რიტმები
მცენარეები და ცხოველები აჩვენებენ ქცევითი და ფიზიოლოგიური ცვლილებების შაბლონებს დაახლოებით 24-საათიან ციკლში, რომლებიც იმეორებენ თანმიმდევრულ დღეებში-ეს არის ცირკულარული რიტმები. მიკრორაიული რითმები გავლენას ახდენს ეგზოგენური და ენდოგენური რიტმებით.
ცირკულარული რიტმი აკონტროლებს მელატონინს, რომელიც ტვინში წარმოებული ერთ -ერთი მთავარი ჰორმონია. ეს ასევე იწვევს ძილს. მელანოფსინის რეცეპტორებმა ცირკულარული ფაზა ლურჯი შუქით აყენებს მელატონინის წარმოების გათიშვას ". საღამოს იგივე ლურჯი ტალღის სიგრძეზე. სრულად შესვლა ძილის სხვადასხვა ფაზებში ， რაც ადამიანისათვის კრიტიკული აღდგენითი დროა სხეული. Furthermore ცირკადული შეფერხების გავლენა ვრცელდება დღის განმავლობაში გონების მიღმა და ღამით ძილი.
ადამიანებში ბიოლოგიური რიტმების შესახებ შეიძლება იზომება რამდენიმე გზით, ჩვეულებრივ, ძილის/გაღვიძების ციკლი, სხეულის ძირითადი ტემპერატურა, მელატონინკონცენტრაცია, კორტიკოლის კონცენტრაცია და ალფა ამილაზას კონცენტრაცია. სინათლის ინტენსივობა ， სპექტრის განაწილება, დრო და ხანგრძლივობა შეიძლება გავლენა მოახდინოს ადამიანის ცირკადულ სისტემაზე. ეს გავლენას ახდენს ყოველდღიურ შიდა საათებზეც. სინათლის ზემოქმედების დრო შეიძლება წინსვლა ან შეფერხება მოახდინოს შინაგან საათში. 555 ნმ -მდე (მწვანე რეგიონი). მნიშვნელოვანია. ინტეგრირებული სენსორული და კონტროლის სისტემის მქონე Color tunable LED- ები შეიძლება შემუშავდეს ასეთი მაღალი ხარისხის, ჯანსაღი განათების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.
ნახ.
პაკეტის დიზაინი
როდესაც თქვენ რეგულირდება ჩვეულებრივი ჰალოგენის სიკაშკაშე
ნათურა, ფერი შეიცვლება. ამასთან, ჩვეულებრივი LED ვერ ახერხებს ფერის ტემპერატურის შერწყმას, ხოლო სიკაშკაშის შეცვლისას ， ახდენს გარკვეული ჩვეულებრივი განათების იგივე შეცვლას. წინა დღეებში, მრავალი ბოლქვი გამოიყენებს LED- ს სხვადასხვა CCT LED- ებით, რომლებიც კომბინირებულია PCB ფორუმზე
შეცვალეთ განათების ფერი მართვის დენის შეცვლით. მას სჭირდება რთული მიკროსქემის მსუბუქი მოდულის დიზაინი CCT– ს გასაკონტროლებლად, რაც არ არის ადვილი ამოცანა Luminaire მწარმოებლისთვის. როგორც განათების დიზაინის მიღწევები ， კომპაქტური განათების მოწყობილობა, როგორიცაა ლაქების განათება და ქვემოთ განათება, ზარის ზომები, მაღალი სიმკვრივის LED მოდულები, რათა დააკმაყოფილეთ როგორც ფერის შერწყმა, ასევე კომპაქტური სინათლის წყაროს მოთხოვნები, ბაზარზე ჩნდება ფერის კობრები.
არსებობს ფერადი მორგების ტიპების სამი ძირითადი სტრუქტურა, პირველი, ის იყენებს თბილ CCT CSP და COT CCT CCT- ს შემაკავშირებელ PCB დაფაზე პირდაპირი ნახაზში ნაჩვენებია ნახაზში 2. მეორე ტიპის tunable cob, LES- ით ივსება სხვადასხვა CCT ფოსფორის მრავალჯერადი ზოლებით. ფიგურაში ნაჩვენები სილიკონები
3. თინთების მუშაობა, მესამე მიდგომა ხდება თბილი CCT CSP– ის ლურჯი ფლიპ-ჩიპების და მჭიდროდ დამაგრებული სუბსტრატზე დამაგრებული , იგი ივსება ფოსფორისგან, რომელიც შეიცავს სილიკონეტოს, შეავსეთ ორმაგი ფერის COB მოდული, როგორც ეს მოცემულია ნახ .4.
ნახ.
სტრუქტურასთან 3, სტრუქტურას 1 -ს აქვს სამი უარყოფითი მხარე:
(ა) სხვადასხვა CCT- ში სხვადასხვა CSP შუქის წყაროებს შორის ფერის შერევა არ არის ერთგვაროვანი ფოსფორის სილიკონის განცალკევების გამო, რომელიც გამოწვეულია CSP შუქის წყაროების ჩიპებით;
(ბ) CSP შუქის წყარო დაზიანებულია ადვილად ფიზიკური შეხებით;
(გ) თითოეული CSP შუქის წყაროს უფსკრული მარტივია მტვრის ხაფანგში, რათა გამოიწვიოს კობ -ლუმენის შემცირება;
სტრუქტურას 2 ასევე აქვს თავისი უარყოფითი მხარეები:
(ა) პროცესის კონტროლისა და CIE კონტროლის წარმოების სირთულე;
(ბ) ფერის შერევა სხვადასხვა CCT სექციებს შორის არ არის ერთგვაროვანი, განსაკუთრებით უახლოესი ველის ნიმუშისთვის.
სურათი 5 ადარებს MR 16 ნათურებს, რომლებიც აგებულია სტრუქტურის 3 (მარცხენა) და სტრუქტურის 1 (მარჯვნივ). სურათიდან, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ სტრუქტურა 1 - ს აქვს მსუბუქი ჩრდილში გამოსხივების არეალის ცენტრში, ხოლო სტრუქტურის 3 -ის თელუმინური ინტენსივობის განაწილება უფრო ერთგვაროვანია.
პროგრამები
სტრუქტურის 3 -ის გამოყენებით ჩვენი მიდგომით, არსებობს ორი განსხვავებული წრიული დიზაინი მსუბუქი ფერის და სიკაშკაშის შესამცირებლად. ერთარხიან წრეში, რომელსაც აქვს მარტივი მძღოლის მოთხოვნა, თეთრი CSP სტრიქონი და ლურჯი ფლიპ-ჩიპური სტრიქონი პარალელურად არის დაკავშირებული. აქ არის ფიქსირებული რეზისტორინი CSP სტრიქონი. რეზისტორთან ერთად, მართვის დენი იყოფა CSP- ებსა და ლურჯ ჩიპსებს შორის, რაც იწვევს ფერის და სიკაშკაშის შეცვლას. დეტალური შერწყმის შედეგები მოცემულია ცხრილში 1 და სურათი 6. ფიგურაში 7-ში ნაჩვენებია ერთარხიანი ცირკულაციის ფერის მორგების მრუდი. CCT ზრდის მართვის დენის. ჩვენ გავაცნობიერეთ ორი tuning ქცევა ერთი ემულაციური ჩვეულებრივი ჰალოგენის ბულბენდის საშუალებით, მეორე უფრო ხაზოვანი tuning. Tunable CCT დიაპაზონი არის 1800K- დან 3000K- მდე.
ცხრილი 1. Flux და CCT იცვლება Shineon Single Channel COB Model 12SA– ის მართვის დინებით
ნახ.
ჰალოგენური ნათურის მითითებით შედარებით მანათობელი ქცევებით (7 ბ)
სხვა დიზაინში იყენებს ორმაგი არხის წრე, სადაც CCT Tunable Arrange უფრო ფართოა, ვიდრე ერთჯერადი წრე. ორი სქემის მართვა სასურველ მიმდინარე დონეზე და თანაფარდობით. მისი შერჩევა შესაძლებელია 3000K- დან 5700 კილომეტრში, რომელიც ნაჩვენებია Shineon Dual-Channel Cob Model 20da.Table 2-ში მოცემული დეტალური დონის შედეგით, რომელსაც შეუძლია მჭიდროდ სიმულაცია მოახდინოს დღის შუქის შეცვლა დილიდან საღამოს. სქემები ， ეს tunable მსუბუქი წყაროები ზრდის დღის განმავლობაში ცისფერ შუქზე ზემოქმედებას და ამცირებს ლურჯი შუქის ზემოქმედებას ღამით ， ხელს უწყობს ხალხის კეთილდღეობას და ადამიანს შესრულება, ასევე ჭკვიანი განათების ფუნქციები.
მოკლე შინაარსი
Tunable LED მოდულები შემუშავდა კომბინაციით
ჩიპის მასშტაბის პაკეტები (CSP) და ჩიპი ბორტზე (COB) ტექნოლოგიაზე. CSPSAND BLUE FLIP ჩიპი ინტეგრირებულია COB დაფაზე, მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივისა და ფერის ერთგვაროვნების მისაღწევად, ორმაგი არხის სტრუქტურა გამოიყენება CCT– ის უფრო ფართო დარეგულირების მისაღწევად პროგრამებში, როგორიცაა კომერციული განათება. ერთარხიანი სტრუქტურა გამოიყენება დაბნელ-თბილი ფუნქციის მისაღწევად, რომელიც ასახავს ჰალოგენურ ნათურას, როგორიცაა სახლი და სტუმართმოყვარეობა.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
აღიარება
ავტორებს სურთ აღიარონ დაფინანსება ეროვნული საკვანძო კვლევისა და განვითარებისგან
ჩინეთის პროგრამა (No. 2016YFB0403900). გარდა ამისა, კოლეგების მხარდაჭერა შაინონში (პეკინი)
ტექნოლოგიის თანამშრომელი ასევე მადლიერებით არის აღიარებული.
ცნობა
[1] Han, N., Wu, Y.-H. და Tang, Y, "KNX მოწყობილობის კვლევა
კვანძი და განვითარება ავტობუსის ინტერფეისის მოდულის საფუძველზე ", ჩინეთის 29 -ე კონტროლის კონფერენცია (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] პარკი, ტ. და ჰონგი, SH, ”ქსელის მართვის სისტემის ახალი წინადადება BACNET და მისი საცნობარო მოდელი”, IEEE მე -8 საერთაშორისო კონფერენცია სამრეწველო ინფორმატიკის შესახებ (ინდინი), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. and Klau GW, ”Dalix: ოპტიმალური DALI ცილის სტრუქტურის გასწორება”, IEEE/ACM გარიგებები გამოთვლითი ბიოლოგიისა და ბიოინფორმატიკაზე, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. and Steen Haut, K.,
”თანაარსებობა WiFi– სთან სახლის ავტომატიზაციისთვის ZigBee პროდუქტისთვის” ， IEEE მე -19 სიმპოზიუმი კომუნიკაციებისა და სატრანსპორტო ტექნოლოგიების შესახებ Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, Qx and Huang, YW, "ავტომატური მრიცხველის კითხვის სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია Lonworks- ის ელექტროგადამცემი კომუნიკაციის საფუძველზე", საერთაშორისო კონფერენცია ტექნოლოგიისა და ინოვაციების შესახებ (ITIC 2009), 2009,1-5.
ახალი
[7] განათების სამეცნიერო ჯგუფი თეთრი ქაღალდი, "განათება: გზა ჯანმრთელობისა და პროდუქტიულობისკენ", 2016 წლის 25 აპრილი.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "წინასწარი მტკიცებულებები ღამით ცირკადული სისტემის სპექტრული მგრძნობელობის შეცვლის შესახებ", ჟურნალი ცირკულარული რიტმების 3:14. 2005 წლის თებერვალი.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "Spectral Daylighting
სიმულაციები: გამოთვლა Circadian Light ”, შენობების საერთაშორისო შენობის სიმულაციური ასოციაციის მე -14 კონფერენცია, Hyderabad, ინდოეთი, დეკემბერი .2015.