מודולי LED הניתנים לכוונון המבוססים על CSP-COB
תַקצִיר: מחקרים הצביעו על המתאם בין צבע מקורות אור לבין מחזור צירדי אנושי. כוונון צבעים לצרכים סביבתיים הפך חשוב יותר ויותר ביישומי תאורה באיכות גבוהה. ספקטרום אור מושלם צריך להציג איכויות הקרובות ביותר לאור שמש עם CRI גבוה, אך באופן אידיאלי הוא אידיאלי מכוון לרגישות האנושית. אור מרכזי אנושי (HCL) צריך להיות מהונדס על פי סביבת שינוי כמו מתקנים רב-שימושיים, כיתות כיתות ， שירותי בריאות ， וכדי ליצור אווירה ואסתטיקה. מודולי LED הניתנים לכוונון פותחו על ידי שילוב של חבילות בקנה מידה של שבבים (CSP) וטכנולוגיית CHIP (COB). CSPs משולבים על לוח COB להשגת צפיפות כוח גבוהה ואחידות צבעונית ， תוך הוספת פונקציה חדשה של כוונון הצבע. ניתן לכוונן ברציפות את מקור האור המתקבל מתאורה בהירה וקרירה יותר במהלך היום לדימר ， תאורה חמה יותר בערב, מאמר זה מפרט את העיצוב, התהליך והביצועים של מודולי ה- LED ויישומו בעימודי חום LED למטה אור ואור תליון.
מילות מפתח:HCl, מקצבים צמודים, LED הניתן לכוונון, CCT כפול, עמעום חם, CRI
מָבוֹא
ה- LED כידוע שהוא קיים כבר למעלה מחמישים שנה. ההתפתחות האחרונה של נוריות LED לבנות היא מה שהביא אותה לעין הציבורית כתחליף למקורות אור לבנים אחרים. גמישות עיצובית חדשה לדיגיטציה וכוונון צבע. יש שתי דרכים עיקריות לייצור דיודות לבנות פולטות אור (WLEDs) המייצרות אור לבן בעצימות גבוהה. פולט שלושה צבעים יסודיים-אדומים, ירוקים וכחולים-ואז מערבבים שלושה צבעים ליצירת אור לבן. השני הוא להשתמש בחומרי זרחן כדי להמיר אור LED כחול מונוכרומטי או סגול לאור לבן רחב-ספקטרום ，, באותה דרך עבודות נורה פלואורסצנטיות. חשוב לציין כי 'הלובן' של האור המיוצר מהונדס בעיקרו כדי להתאים לעין האנושית ， ובהתאם למצב, יתכן שלא תמיד יהיה ראוי לחשוב על זה כלבן אור.
תאורה חכמה היא תחום מפתח בבניין החכם ובעיר החכמה בימינו. מספר הולך וגדל של היצרנים לוקח חלק בעיצוב והתקנה של תאורות חכמות בבנייה חדשה. התוצאה היא שכמות עצומה של דפוסי תקשורת מיושמת במותגים שונים של מוצרים ， כמו KNX) BACNETP ', DALI ， זיגבי-ז'זבה' 'PLC-Lonwork (כלומר, תאימות נמוכה והרחבה).
תאורות LED עם היכולת לספק צבע אור משתנה היו בשוק התאורה האדריכלית מאז הימים הראשונים של תאורת מצב מוצק (SSL). אם כי תאורה כוונת צבע נשארת עבודה בעיצומה ודורשת כמות מסוימת של שיעורי בית על ידי מפרט אם ההתקנה אמורה להצליח. ישנן שלוש קטגוריות בסיסיות של סוגי כוונון צבעים במאורות LED: כוונון לבן, עמום לחם וכוונון צבע מלא. פרוטוקולים אחרים ， והם מחויבים לבניית כוח. מכיוון שאפשרויות אלה, LED מספקת פתרונות אפשריים לשינוי צבע או CCT כדי לעמוד במקצבים הצירוניים האנושיים.
מקצבים מעגליים
צמחים ובעלי חיים מראים דפוסים של שינויים התנהגותיים ופיזיולוגיים לאורך מחזור של 24 שעות ביממה החוזרים על פני ימים רצופים-אלה הם קצבים צמודים. מקצבים מעגליים מושפעים ממקצבים אקסוגניים ואנדוגניים.
הקצב הצירדי נשלט על ידי מלטונין שהוא אחד ההורמונים העיקריים המיוצרים במוח. זה גורם גם ישנוניות. קולטני מלנופסין קובעים את השלב הצירדי עם אור כחול על ידי כיבוי ייצור מלטונין ". חשיפה לאותם אורכי גל כחולים של אור בערב יפריעו לשינה ותשבש את קצב הקצב. כניסה מלאה לשלבי השינה השונים ， שזה זמן משקם קריטי לאדם גוף.
על המקצבים הביולוגיים בבני אדם ניתן למדוד בכמה דרכים בדרך כלל, מחזור שינה/ערות, טמפרטורת גוף ליבה, ריכוז מלטוני -ריכוז, ריכוז הקורטיזול וריכוז אלפא אמילאז 8. עוצמת אור ， חלוקת הספקטרום, העיתוי והמשך יכולים להשפיע על המערכת הצירקדית האנושית. זה משפיע על השעון הפנימי היומיומי גם. זמן החשיפה לאור יכול להתקדם או לעכב את השעון הפנימי ". המקצבים הצבאיים ישפיעו על ביצועיו ונוחותו של האדם וכו ' עד 555 ננומטר (אזור ירוק). ניתן לפתח נוריות LED עם מערכת חישה ובקרה משולבת כדי לעמוד בדרישות התאורה הבריאות והבריאות כה.
לאור 1 אור יש השפעה כפולה על פרופיל המלטונין 24 שעות ביממה, אפקט חריף ואפקט הסטת פאזה.
עיצוב חבילה
כשאתה מתאים את בהירות ההלוגן המקובל
מנורה, הצבע ישונה. עם זאת, LED קונבנציונאלי אינו מסוגל לכוונן את טמפרטורת הצבע תוך שינוי בהירות ， חיקוי את אותו שינוי של תאורה קונבנציונאלית כלשהי. בימים הקודמים, נורות רבות ישתמשו ב- LED עם נוריות CCT שונות המשולבות על לוח ה- PCB
שנה את צבע התאורה על ידי שינוי זרם הנהיגה. הוא זקוק לתכנון מודול תאורה מעגל מורכב כדי לשלוט על CCT, שהיא לא משימה לא קלה עבור יצרן המנורה. כמו עיצוב התאורה מתקדם ， גוף התאורה הקומפקטי כמו אורות ספוט ואורות למטה, קורא לגודל של Small, מודולי LED בצפיפות גבוהה, על מנת לעשות עונות על דרישות כוונון הצבעים וגם דרישות מקור האור הקומפקטי, מופיעים Cobs צבעים מכוונים בשוק.
ישנם שלושה מבנים בסיסיים של סוגי כוונון הצבעים, הראשון, הוא משתמש ב- CCT CCT החם וב- CCT CCT CSP מליטה על לוח ה- PCB ישירות המאויר באיור 2. הקלף הניתן לכוונון מסוג שני עם LES מלא בפסים מרובים של זרחן CCT שונה סיליקונזות המוצגות באיור
3. בעבודת זו, גישה שלישית נוקטת על ידי ערבוב CCT CCT חמים CSP עם שבבי הכפכפים כחולים ומלחמה הדוקה המחוברת על מצע. ואז מחלק סכר סיליקון משקף לבן כדי להקיף את CSPs לבנים חמים ואת שבב הכחול. , הוא מלא בסיליקונטו זרחן משלם את מודול COB בצבע כפול כפי שמוצג באיור 4.
איור 4 CSP בצבע חם CSP וכחול הכחול COB (מבנה 3- פיתוח שיין)
בהשוואה למבנה 3, למבנה 1 יש שלושה חסרונות:
(א) ערבוב צבע בין מקורות האור CSP השונים ב- CCTs שונים אינו אחיד בגלל ההפרדה של סיליקון זרחן הנגרם על ידי שבבי מקורות האור CSP;
(ב) מקור האור של CSP נפגע בקלות במגע פיזי;
(ג) קל לפער של כל מקור אור CSP קל ללכוד את האבק כדי לגרום להפחתת לומן COB;
למבנה 2 יש גם חסרונות שלו:
(א) קושי בייצור בקרת תהליכים ובקרת CIE;
(ב) ערבוב צבע בין קטעי ה- CCT השונים אינו אחיד, במיוחד עבור דפוס השדה הקרוב.
איור 5 משווה בין MR 16 מנורות שנבנו עם מקור אור למבנה 3 (משמאל) ומבנה 1 (מימין). מהתמונה אנו יכולים למצוא שלמבנה 1 יש צל קל במרכז האזור הפולט, ואילו התפלגות העוצמה העוצמתית של המבנה 3 אחידה יותר.
יישומים
בגישה שלנו באמצעות מבנה 3, ישנם שני עיצובים שונים במעגלים לצבע האור וכוונון הבהירות. במעגל ערוץ יחיד שיש לו דרישת נהג פשוטה, מחרוזת CSP לבנה ומחרוזת השבב הכחול מחוברים במקביל. יש מנתק קבוע של מחרוזת CSP. עם הנגד, זרם הנהיגה מחולק בין CSPs לשבבים כחולים וכתוצאה מכך שינוי הצבע והבהירות. תוצאות הכוונון המפורטות מוצגות בטבלה 1 ובאיור 6. עקומת כוונון הצבע של מעגלי ערוצים יחידים המוצגים באיור 7. ה- CCT מגדיל את זרם הנהיגה. הבנו שתי התנהגות כוונון עם האחד מחקה את Bulnand Halogen Consure, את כוונון הליניארי האחר יותר. טווח ה- CCT הניתן לכוונון הוא בין 1800K ל- 3000K.
טבלה 1. משתנים שטף ו- CCT עם זרם הנהיגה של שיין של Cob Cob 12SA עם ערוץ יחיד
איור 7CCT כוונון יחד עם עקומת גוף שחור עם זרם נהיגה ב COB מבוקר של מעגלי יחיד (7A) והשניים
התנהגויות כוונון עם בהירות יחסית בהתייחסות למנורת הלוגן (7b)
העיצוב האחר משתמש במעגל ערוץ כפול בו הסדר הניתן לכוונון CCT רחב יותר מאשר מעגל ערוץ יחיד. מיתרי CSP וחוט הכחול-שבב הכחול נפרד באופן חשמלי על המצע וכך הוא דורש ספק כוח מיוחד. הצבע והבהירות מכוונים על ידי נהיגה בשני המעגלים ברמת הזרם הרצויה ויחס. ניתן לכוונן אותו מ- 3000K ל- 5700KAs המוצג באיור 8 של שיין של שיין כפול-ערוץ דגם 20DA.Table 2 רשמה את תוצאת הכוונון המפורטת שיכולה לדמות מקרוב את שינוי האור של היום מהבוקר לשעות מעגלים ， עזרה מקור אור מכוונת זו מגבירה את החשיפה לאור הכחול במהלך היום ומפחיתים את החשיפה לאור כחול במהלך הלילה ， מקדמים את רווחתם של אנשים ואנושיים ביצועים, כמו גם פונקציות תאורה חכמות.
תַקצִיר
מודולי LED הניתנים לכוונון פותחו על ידי שילוב
חבילות בקנה מידה של שבבים (CSP) וטכנולוגיית CHIP (COB). CSPSAND CHIP FLIP CHIP משולב על לוח COB להשגת צפיפות כוח גבוהה ואחידות צבעונית, מבנה ערוץ כפול משמש להשגת כוונון CCT רחב יותר ביישומים כמו תאורה מסחרית. מבנה ערוץ יחיד משמש להשגת פונקציה עמומה לחם המחיקה מנורת הלוגן ביישומים כמו בית ואירוח.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
הוֹדָאָה
הכותבים רוצים להכיר במימון ממחקר המפתח הלאומי ופיתוח
תוכנית סין (מס '2016YFB0403900). בנוסף, תמיכה מצד הקולגות בשינון (בייג'ינג)
טכנולוגיה Co, מוכרת גם בהכרת תודה.
הפניות
[1] האן, נ ', וו, י. ו- Tang, Y, "מחקר של מכשיר KNX
צומת ופיתוח המבוסס על מודול ממשק האוטובוס ", ועידת הבקרה הסינית ה -29 (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] פארק, ט. והונג, ש, "הצעה חדשה של מערכת ניהול רשת עבור BACNET ומודל ההתייחסות שלה", הכנס הבינלאומי IEEE השמיני בנושא אינפורמטיקה תעשייתית (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. ו- Klau GW, "Dalix: יישור מבנה חלבון דאלי אופטימלי", עסקאות IEEE/ACM בנושא ביולוגיה חישובית וביואינפורמטיקה, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. and Steen Haut, K.,
"דו קיום עם WiFi עבור מוצר Zigbee אוטומציה ביתי" ， IEEE סימפוזיון 19 בנושא תקשורת וטכנולוגיית כלי רכב בבנלוקס (SCVT), 2012, 1-6.
[5] לין, WJ ， WU, QX ו- HUANG, YW, "מערכת קריאה אוטומטית מטר המבוססת על תקשורת קו כוח של LONWorks", ועידה בינלאומית לטכנולוגיה וחדשנות (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] אליס, EV, Gonzalez, EW, et al, "כוונון אוטומטי לאור יום עם נוריות LED: תאורה בת קיימא לבריאות ורווחה", המשך ועידת המחקר של ARCC Spring לשנת 2013, MAR, 2013
[7] תאורת מדע נייר לבן, "תאורה: הדרך לבריאות ופרודוקטיביות", 25 באפריל 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "עדות ראשונית לשינוי ברגישות הספקטרלית של המערכת הצירדית בלילה", Journal of Cercadian Rythms 3:14. פברואר 2005.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, "תאורת יום ספקטרלית
הדמיות: אור מחשוב צירופי ", ועידה 14 של איגוד סימולציה של ביצועי הבניין הבינלאומיים, היידראבאד, הודו, דצמבר 2015.