מודולי LED הניתנים לכוונון המבוססים על CSP-COB
תַקצִיר: מחקרים הצביעו על כך שהמתאם 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 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 כדי להשיג צפיפות כוח גבוהה ואחידות צבעונית ， תוך הוספת פונקציה חדשה של כוונון צבע. ניתן לכוונן את מקור האור המתקבל מתאורה בהירה וקרירה יותר במהלך היום ועד דימר ， תאורה חמה יותר בערב, מאמר זה מפרט את העיצוב, התהליך והביצועים של מודולי LED וביישומו בחימום נורה.
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. פולט שלושה צבעים יסודיים-אדומים, ירוקים וכחולים-ואז מערבבים שלושה צבעים ליצירת אור לבן. האחר הוא להשתמש בחומרי זרחן כדי להמיר אור כחול מונוכרומטי או סגול אור לאור לבן רחב-ספקטרום ，, באותה צורה שבה נורה ניאון על ידי כך שהוא נוגד בביטורו של העין. אור.
תאורה חכמה היא תחום מפתח בבניין החכם ובעיר החכמה בימינו. מספר הולך וגדל של יצרנים לוקחים חלק בעיצוב והתקנה של תאורות חכמות בבנייה חדשה. התוצאה היא שכמות עצומה של דפוסי תקשורת מיושמת במותגים שונים של מוצרים ， כמו knx) עם כל אחד מהם, כל אחד מהבעיות בביקורתיות של כל אחד מהם. (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 מכוונת צבע נשארת עבודה בתהליך ודורשת כמות מסוימת של שיעורי בית על ידי המפרט אם ההתקנה תצליח. ישנן שלוש קטגוריות בסיסיות של סוגי כוונון צבעים במאורות LED: כוונון לבן, עמום-לחם וכוונון צבע מלא. כל שלוש הקטגוריות יכולות להיות נשלטות על ידי משדר אלחוטי באמצעות זיגבי ， Wi-Fi, Bluetooth או פרוטוקולים אחרים ， וחיוור כוח לבניית כוח.
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 המתבונן על ידי כיבוי ייצור מלטונין ". חשיפה לאותם אורכי גל כחולים של אור בערב יפריעו לשינה ותשבש את הקצב המעגלי. גוף.
על המקצבים הביולוגיים בבני אדם ניתן למדוד בכמה דרכים בדרך כלל, מחזור שינה/ערות, טמפרטורת גוף ליבה, ריכוז מלטוני -ריכוז, ריכוז קורטיזול וריכוז אלפא אמילאז 8 גם. זמן החשיפה לאור יכול להתקדם או לעכב את השעון הפנימי ". המקצבים הצירוניים ישפיעו על ביצועיו ונוחותו של האדם וכו '. המערכת המעגדית האנושית היא הרגישה ביותר של 460 ננומטר (אזור כחול של הוויזויבלפרקטום), ואילו מערכת החזותית היא רווחית ביותר ל 555nm (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 אור מעגל מורכב כדי לשלוט על CCT, שהיא לא משימה לא קלה עבור יצרן המנחה. כעיצוב התאורה מתקדם ， גוף התאורה הקומפקטי כמו אורות ספוט ואורות למטה, קורא לגודל של SMALL, מודולי LED בעלי צפיפות גבוהה, על מנת לספק הן כוונון צבע והן דרישות מקור אור קומפקטי, מופיעים COB צבעים מכוונים בשוק.
ישנם שלושה מבנים בסיסיים של סוגי כוונון צבעים, הראשון, הוא משתמש ב- CCT CCT החם וב- CCT CCT CSP מליטה על לוח ה- PCB ישירות המוצגים באיור 2. הקלנית הניתנת לכוונון מסוג שני עם LEs מלאים בפסים מרובים של סיליקונות זרחן זרחן שונות המוצגות באיור
3. בעבודת זו, גישה שלישית נוקטת על ידי ערבוב CCT CCT חמים CSPsswith Blip-Chips והלחמה הדוקה המחוברת על מצע. ואז מחלקת סיליקון משקף לבן כדי להקיף את ה- CSPs הלבנים והכחולים Chips.
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 הוא רחב יותר מאשר מעגלי ערוץ יחיד. מיתרי CSP וחוט הכחול-שבב הכחול נפרד באופן חשמלי על המצע וכך הוא דורש ספק כוח מיוחד. הצבע והבהירות מכוונים על ידי נהיגת שני המעגלים ברמה הנוכחית הרצויה. ניתן לכוונן את זה מ- 3000K ל- 5700KAs המוצג באיור 8 של שיטון כפול-ערוץ דגם 20da. טבל 2 רשמה את תוצאת הכוונון המפורטת שיכולה לדמות מקרוב את השינוי האור של היום מהבוקר לשעות הערב. בשילוב השימוש בחיישן התפוסה ובשליטה על מעגלי הלילה. 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.