CSP-COB негізіндегі реттелетін жарықдиодты модульдер
Аннотация: Зерттеулер жарық көздерінің түсі мен адамның циркадиялық циклі арасындағы корреляцияны көрсетті. Қоршаған ортаның қажеттіліктеріне байланысты түсті реттеу жоғары сапалы жарықтандыру қолданбаларында барған сайын маңыздырақ бола бастады. Жарықтың тамаша спектрі жоғары CRI бар күн сәулесіне ең жақын қасиеттерді көрсетуі керек, бірақ бұл өте жақсы. адамның сезімталдығына бейімделген.Адамға бағытталған жарық (HCL) көп мақсатты нысандар, сыныптар, денсаулық сақтау сияқты қоршаған ортаның өзгеруіне сәйкес және атмосфера мен эстетика жасау үшін жасалуы керек.Реттеуге болатын жарықдиодты модульдер чип масштабы пакеттерін (CSP) және борттық чип (COB) технологиясын біріктіру арқылы жасалған.CSPs жоғары қуат тығыздығы мен түс біркелкілігіне қол жеткізу үшін COB тақтасына біріктірілген, сонымен бірге түсті реттеудің жаңа функциясын қосады. Алынған жарық көзін күндізгі ашық, салқын түсті жарықтандырудан күңгірттеу, кешке жылырақ жарықтандыру үшін үздіксіз реттеуге болады. Бұл қағазда жарық диодты модульдердің дизайны, процесі және өнімділігі және оның жылытуды күңгірттендіретін жарық диодты төмен шамы мен аспа шамында қолданылуы егжей-тегжейлі сипатталған.
Негізгі сөздер:HCL,Циркадиандық ырғақтар,Реттелетін жарық диоды, Қос CCT,Жылы күңгірттеу,CRI
Кіріспе
Біз білетіндей, жарықдиодты шам 50 жылдан астам уақыт бойы пайда болды.Жақында ақ жарық диодтарының дамуы оны басқа ақ жарық көздерін алмастыру ретінде көпшілік назарына әкелді. Дәстүрлі жарық көздерімен салыстырғанда, жарық диодтары энергияны үнемдеу және ұзақ қызмет ету артықшылықтарын ұсынып қана қоймайды, сонымен қатар жарықдиодты жарықдиодты жарықдиодты жарықдиодты жарықтандыруға мүмкіндік береді. цифрландыруға және түстерді баптауға арналған жаңа дизайн икемділігі. Жоғары қарқынды ақ жарықты тудыратын ақ жарық диодтарын (WLED) шығарудың екі негізгі жолы бар. Оның бірі - қызыл, жасыл және көк түсті үш негізгі түстерді шығаратын жеке жарық диодтарын пайдалану. —сосын ақ жарықты қалыптастыру үшін үш түсті араластырыңыз. Екіншісі — монохроматикалық көк немесе күлгін жарықдиодты жарықты кең спектрлі ақ жарыққа түрлендіру үшін люминесцентті лампа сияқты жұмыс істейтін фосфор материалдарын пайдалану. Айта кету керек. өндірілген жарықтың «ақтығы» негізінен адам көзіне сәйкес келетін етіп жасалған, және жағдайға байланысты оны ақ жарық деп ойлау әрқашан орынды болмауы мүмкін.
Ақылды жарықтандыру қазіргі уақытта смарт ғимарат пен смарт қаланың негізгі саласы болып табылады. Өндірушілер саны артып келеді. Жаңа құрылыстарда смарт жарықтандыруды жобалауға және орнатуға қатысады. Соның салдарынан әртүрлі өнімдер брендтерінде байланыс үлгілерінің үлкен көлемі енгізілді. KNx ) BACnetP', DALI, ZigBee-ZHAZBA', PLC-Lonworks, т.б.
Түрлі жарық түстерін беру мүмкіндігі бар жарықдиодты шамдар сәулеттік жарықтандыру нарығында қатты күйдегі жарықтандырудың (SSL) алғашқы күндерінен бері болды. Дегенмен, түстерді реттейтін жарықтандыру әлі де орындалып жатқан жұмыс болып қала береді және белгілі бір үй тапсырмасын талап етеді. орнату сәтті болатынын анықтаушы.Жарықдиодты шамдардағы түсті баптау түрлерінің үш негізгі санаты бар: ақ баптау, күңгірттен жылыға және толық түсті баптау. Барлық үш санатты Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth немесе сымсыз таратқыш арқылы басқаруға болады. басқа протоколдар，және электр қуатын құруға жалғанған. Осы опциялардың арқасында жарық диодты адамның тәуліктік ырғақтарына сәйкес келетін түсті немесе CCT өзгертуге болатын шешімдерді ұсынады.
Циркадиандық ырғақтар
Өсімдіктер мен жануарлар келесі күндерде қайталанатын шамамен 24 сағаттық цикл ішінде мінез-құлық және физиологиялық өзгерістер үлгілерін көрсетеді - бұл циркадтық ырғақтар. Циркадиандық ырғақтарға экзогендік және эндогендік ырғақтар әсер етеді.
Тәуліктік ырғақты мидағы негізгі гормондардың бірі болып табылатын мелатонин басқарады.Ол сондай-ақ ұйқышылдықты тудырады. Меланопсин рецепторлары мелатонин өндірісін тоқтата отырып, ояну кезінде көк жарықпен тәуліктік фазаны белгілейді». ұйқының әртүрлі фазаларына толығымен енеді, бұл адам ағзасы үшін маңызды қалпына келтіру кезеңі болып табылады. Сонымен қатар, тәуліктік бұзылыстың әсері күндізгі зейін мен түнде ұйқыдан тыс тарайды.
Адамдардағы биологиялық ырғақтарды әдетте бірнеше жолмен өлшеуге болады, ұйқы/ояну циклі, негізгі дене температурасы, мелатониконцентрация, кортизол концентрациясы және Альфа-амилаза концентрациясы8. Бірақ жарық циркадтық ырғақтардың жердегі жергілікті жағдайына негізгі синхронизаторы болып табылады, өйткені Жарық қарқындылығы, спектрдің таралуы, уақыты мен ұзақтығы адамның циркадтық жүйесіне әсер етуі мүмкін. Бұл күнделікті ішкі сағатқа да әсер етеді.Жарық әсерінің уақыты ішкі сағатты ілгерілетуі немесе кешіктіруі мүмкін". Циркадиандық ырғақтар адамның өнімділігі мен жайлылығына және т.б. әсер етеді. Адамның тәуліктік жүйесі 460 нм (көрінетін спектрдің көк аймағы) жарыққа ең сезімтал, ал көру жүйесі ең сезімтал. 555 нм-ге дейін (жасыл аймақ).Сондықтан өмір сапасын жақсарту үшін реттелетін CCT және қарқындылықты қалай пайдалану барған сайын маңызды болып келеді. Біріктірілген сезу және басқару жүйесі бар түсті реттелетін жарықдиодты шамдарды осындай жоғары өнімділік, салауатты жарықтандыру талаптарын қанағаттандыру үшін жасауға болады. .
1-сурет Жарық 24 сағаттық мелатонин профиліне қосарлы әсер етеді, жедел әсер және фазаны ауыстыру әсері.
Пакет дизайны
Кәдімгі галогеннің жарықтығын реттегенде
шамның түсі өзгереді.Дегенмен, кәдімгі жарық диоды жарықтықты өзгерткен кезде түс температурасын реттей алмайды, кейбір әдеттегі жарықтандырудың бірдей өзгеруіне ұқсайды.Бұрынғы күндерде көптеген шамдар ПХД тақтасында біріктірілген әртүрлі CCT жарықдиодтары бар жарықдиодты пайдаланады.
қозғаушы токты өзгерту арқылы жарықтандыру түсін өзгерту.Оған КАЖ-ді басқару үшін күрделі схемалық жарық модулінің дизайны қажет, бұл шамдар өндірушісі үшін оңай міндет емес. Жарықтандыру дизайны дамыған сайын, нүктелік шамдар және төмен шамдар сияқты ықшам жарықтандыру құрылғысы шағын өлшемді, жоғары тығыздықты жарықдиодты модульдерді шақырады. түсті реттеуді де, жарық көздерінің ықшам талаптарын да қанағаттандырады, реттелетін түсті COB нарықта пайда болады.
Түс баптау түрлерінің үш негізгі құрылымы бар, біріншісі, ол 2-суретте көрсетілгендей ПХД тақтасында тікелей жылы CCT CSP және салқын CCT CsP байланысын пайдаланады. Екінші типті реттелетін COB түрлі CCT люминофорының бірнеше жолақтарымен толтырылған LES бар. суретте көрсетілген силикондар
3. Бұл жұмыста үшінші тәсіл көк флип-чиптермен және субстратқа тығыз дәнекерленген жылы CCT CSP жарықдиодты шамдарын араластыру арқылы қабылданады. Содан кейін жылы-ақ CSP және көк флип-чиптерді қоршау үшін ақ шағылыстыратын силикон бөгет таратылады. 4-суретте көрсетілгендей қос түсті COB модулін аяқтау үшін ол құрамында фосфор бар силиконмен толтырылған.
Сурет 4 Жылы түсті CSP және көк флип чипі COB (3-ші құрылым- ShineOn әзірлеу)
3-құрылыммен салыстырғанда 1-құрылымның үш кемшілігі бар:
(а) CSP жарық көздерінің микросхемаларынан туындаған фосфорлы силиконның бөлінуіне байланысты әртүрлі КАЖ-дағы әртүрлі CSP жарық көздері арасындағы түс араласуы біркелкі емес;
(b) CSP жарық көзі физикалық түрту арқылы оңай зақымдалады;
(c) Әрбір CSP жарық көзінің саңылауы COB люменін азайту үшін шаңды оңай ұстайды;
Structure2-нің де кемшіліктері бар:
(a) Өндіріс процесін басқарудағы және CIE бақылауындағы қиындықтар;
(b) Әртүрлі КАЖ бөлімдері арасындағы түс араласуы біркелкі емес, әсіресе жақын өріс үлгісі үшін.
5-суретте 3-құрылымның (сол жақта) және 1-құрылымның (оң жақта) жарық көзімен салынған MR 16 шамдары салыстырылады.Суреттен біз 1-ші құрылымның сәуле шығару аймағының ортасында ашық реңкке ие екенін, ал 3-ші құрылымның жарық қарқындылығының таралуы біркелкі екенін таба аламыз.
Қолданбалар
3-ші құрылымды пайдаланатын біздің көзқарасымызда ашық түсті және жарықтықты реттеуге арналған екі түрлі схема дизайны бар.Қарапайым драйвер талабы бар бір арналы тізбекте ақ CSP жолы мен көк флип-чип жолы параллель қосылған. CSP жолында бекітілген резистор бар.Резистордың көмегімен қозғаушы ток CSP және көк чиптер арасында бөлінеді, нәтижесінде түс пен жарықтық өзгереді. Егжей-тегжейлі баптау нәтижелері 1-кестеде және 6-суретте көрсетілген. Бір арналы схеманың түсті баптау қисығы 7-суретте көрсетілген.CCT қозғаушы токты арттырады.Біз екі баптау әрекетін жүзеге асырдық, біреуі әдеттегі галогендік шамдар жолағын эмуляциялайтын, екіншісі сызықтық баптау.Реттеуге болатын CCT диапазоны 1800K пен 3000K аралығында.
1-кесте.ShineOn бір арналы COB 12SA моделінің қозғаушы токымен ағын мен КАЖ өзгереді
7-сурет. Бір арналы тізбекте басқарылатын COB(7a) және екі қозғалыстағы токпен қара дене қисығымен бірге CCT баптау.
Галогендік шамға (7b) қатысты салыстырмалы жарықтығы бар реттеу әрекеттері
Басқа дизайнда CCT реттелетін құрылым бір арналы схемаға қарағанда кеңірек болатын қос арналы тізбекті пайдаланады. CSP бауы мен көк флип-чип жолы субстратта электрлік түрде бөлек, сондықтан ол арнайы қуат көзін қажет етеді. Түс пен жарықтықты реттейтін екі тізбекті қажетті ток деңгейінде және қатынасында жүргізу.Оны ShineOn қос арналы COB 20DA моделінің 8-суретінде көрсетілген 3000-нан 5700Кас-қа дейін реттеуге болады. 2-кестеде таңертеңнен кешке дейін күндізгі жарықтың өзгеруін жақын имитациялай алатын егжей-тегжейлі баптау нәтижесі келтірілген. Тұрғындар санының сенсоры мен басқаруды пайдалануды біріктіру арқылы. тізбектер, бұл реттелетін жарық көзі күндізгі көгілдір жарықтың әсерін арттыруға және түнде көгілдір жарық әсерін азайтуға көмектеседі, адамдардың әл-ауқаты мен адамның өнімділігін, сондай-ақ смарт жарықтандыру функцияларын көтермелейді.
Түйіндеме
Реттелетін жарықдиодты модульдер біріктіру арқылы әзірленді
чип масштабы пакеттері (CSP) және борттық чип (COB) технологиясы.CSPs және көк флип чипі жоғары қуат тығыздығы мен түс біркелкілігіне қол жеткізу үшін COB тақтасына біріктірілген, қос арналы құрылым коммерциялық жарықтандыру сияқты қолданбаларда CCT баптауын кеңейту үшін қолданылады.Бір арналы құрылым үй және қонақжайлық сияқты қолданбаларда галогендік шамды эмуляциялайтын күңгірттен жылыға дейін функцияны орындау үшін қолданылады.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Мақұлдау
Авторлар The National Key Research and Development компаниясының қаржыландыруын мойындағысы келеді
Қытай бағдарламасы (No 2016YFB0403900).Сонымен қатар, ShineOn (Бейжің) әріптестерінің қолдауы
Technology Co, сондай-ақ ризашылықпен мойындалады.
Анықтамалар
[1] Хан, Н., Ву, Ю.-Х.және Тан, Ю, «KNX құрылғысын зерттеу
Шина интерфейсі модуліне негізделген түйін және даму», 29-шы Қытай басқару конференциясы (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. and Hong, SH , “A New Proposal of Network Management System for BACnet және оның анықтамалық моделі”, 8-ші IEEE халықаралық өнеркәсіптік информатика конференциясы (INDIN), 2010, 28-33.
[3]Wohlers I, Andonov R. and Klau GW, “DALIX: Optimal DALI Protein Structure Alignment”, Есептеу биологиясы және биоинформатика бойынша IEEE/ACM транзакциялары, 10, 26-36.
[4]Домингес, Ф, Тухафи, А., Тиете, Дж. және Стин Хаут, К.,
«Үйді автоматтандыруға арналған WiFi-мен бірге өмір сүру ZigBee өнімі», IEEE 19-шы Бенилюкстегі коммуникациялар және көліктік технологиялар симпозиумы (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ， Wu, QX and Huang, YW, "LonWorks электр желісінің байланысына негізделген есептегіштерді автоматты түрде оқу жүйесі", Технологиялар және инновациялар бойынша халықаралық конференция (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, т.б. «Жарық диодты шамдармен күндізгі жарықты автоматты баптау: денсаулық пен әл-ауқат үшін тұрақты жарықтандыру», 2013 жылғы ARCC көктемгі зерттеу конференциясының материалдары, наурыз, 2013 ж.
[7] Lighting Science Group White Paper, "Lighting: The Way to Health & Productivity", 25 сәуір, 2016 ж.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Түнде циркадтық жүйенің спектрлік сезімталдығының өзгеруіне арналған алдын ала дәлелдер", Circadian Rhythms журналы 3:14.2005 жылдың ақпаны.
[9]Инаничи, М, Бреннан, М, Кларк, Е, «Спектрлік күндізгі жарықтандыру
Симуляциялар: Циркадиандық жарықты есептеу», 14-ші Халықаралық құрылыс өнімділігін симуляциялау қауымдастығының конференциясы, Хайдарабад, Үндістан, желтоқсан, 2015 ж.