Modules za LED zinazoweza kutumika Kulingana na CSP-COB
Muhtasari: Utafiti umeonyesha uwiano kati ya rangi ya vyanzo vya mwanga na mzunguko wa mzunguko wa binadamu. Urekebishaji wa rangi kwa mahitaji ya mazingira umekuwa muhimu zaidi na zaidi katika uwekaji taa wa hali ya juu. Wigo kamili wa mwanga unapaswa kuonyesha sifa zilizo karibu zaidi na jua na CRI ya juu, lakini inafaa zaidi. inaendana na unyeti wa binadamu.Mwangaza wa binadamu (HCL) unahitaji kutengenezwa kulingana na mabadiliko ya mazingira kama vile vifaa vya matumizi mengi, madarasa, huduma za afya, na kuunda mazingira na uzuri.Module za LED zinazoweza kutumika zilitengenezwa kwa kuchanganya vifurushi vya ukubwa wa chip (CSP) na teknolojia ya chip on board(COB).CSPs huunganishwa kwenye ubao wa COB ili kufikia msongamano wa juu wa nishati na usawa wa rangi, huku ikiongeza utendaji mpya wa ubadilikaji wa rangi. Chanzo cha mwanga kinachotokana kinaweza kupangwa kila mara kutoka kwa mwanga mkali, wa rangi baridi zaidi wakati wa mchana hadi kupungua, taa yenye joto zaidi jioni, Karatasi hii inaangazia muundo, mchakato, na utendakazi wa moduli za LED na matumizi yake katika mwanga unaopunguza joto wa LED na mwanga wa kishaufu.
Maneno muhimu:HCL,Midundo ya Circadian,Tunable LED, CCT mbili,Kufifia kwa joto,CRI
Utangulizi
LED kama tunavyojua imekuwa karibu kwa zaidi ya miaka 50.Maendeleo ya hivi majuzi ya taa nyeupe za LED ndizo zimeileta machoni pa umma kama badala ya vyanzo vingine vya mwanga mweupe. Ikilinganisha na vyanzo vya jadi vya mwanga, LED haitoi tu faida za kuokoa nishati na maisha marefu, lakini pia hufungua mlango unyumbufu mpya wa muundo wa kuweka dijitali na urekebishaji wa rangi. Kuna njia mbili za msingi za kutengeneza diodi nyeupe zinazotoa mwanga (WLEDs) zinazotoa mwanga mweupe wa mwangaza wa juu. Moja ni kutumia taa za LED zinazotoa rangi tatu msingi—nyekundu, kijani kibichi na bluu. -na kisha changanya rangi tatu ili kuunda mwanga mweupe.Nyingine ni kutumia nyenzo za fosforasi kubadilisha mwanga wa buluu ya monokromatiki au urujuani hadi mwanga mweupe wa wigo mpana,,vivyo hivyo balbu ya umeme hufanya kazi.Ni muhimu kutambua kwamba 'weupe' wa nuru inayotolewa kimsingi imeundwa ili kuendana na macho ya mwanadamu, na kulingana na hali inaweza kuwa haifai kila wakati kuifikiria kama mwanga mweupe.
Taa mahiri ni eneo muhimu katika jengo mahiri na jiji mahiri siku hizi. Idadi inayoongezeka ya watengenezaji wanashiriki katika kubuni na usakinishaji wa taa mahiri katika miundo mipya. Matokeo yake ni kwamba idadi kubwa ya mifumo ya mawasiliano inatekelezwa katika chapa tofauti za bidhaa. ,kama vile KNx ) BACnetP',DALI，ZigBee-ZHAZBA'，PLC-Lonworks, n.k.Tatizo moja kuu katika bidhaa hizi zote ni kwamba haziwezi kuingiliana (yaani, utangamano wa chini na upanuzi).
Taa za LED zenye uwezo wa kutoa rangi tofauti za mwanga zimekuwa kwenye soko la taa za usanifu tangu siku za mwanzo za taa za hali ya juu (SSL). Ingawa, mwanga wa kutoweka kwa rangi bado kazi inayoendelea na inahitaji kiasi fulani cha kazi ya nyumbani na kibainishi ikiwa usakinishaji utafaulu.Kuna aina tatu za msingi za aina za urekebishaji rangi katika vimulimuli vya LED: urekebishaji mweupe, hafifu hadi joto, na urekebishaji wa rangi kamili. Aina zote tatu zinaweza kudhibitiwa na kisambaza sauti kisichotumia waya kwa kutumia Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth au itifaki nyingine, na zimeunganishwa kwa nguvu kwa kujenga nguvu. Kwa sababu ya chaguo hizi, LED hutoa masuluhisho yanawezekana ya kubadilisha rangi au CCT ili kukidhi midundo ya binadamu ya circadian.
Midundo ya Circadian
Mimea na wanyama huonyesha mifumo ya mabadiliko ya kitabia na kisaikolojia kwa takriban mzunguko wa saa 24 unaojirudia kwa siku zinazofuatana-hii ni midundo ya circadian. Midundo ya circadian huathiriwa na midundo ya nje na ya asili.
Mdundo wa circadian unadhibitiwa na Melatonin ambayo ni mojawapo ya homoni kuu zinazozalishwa katika ubongo.Na pia husababisha usingizi. Vipokezi vya melanopsin huweka awamu ya circadian na mwanga wa samawati inapoamka kwa kuzima uzalishaji wa melatonin". Mfiduo wa urefu sawa wa mawimbi ya bluu wakati wa jioni kutaingilia usingizi na kutatiza mdundo wa circadian. Usawazishaji wa circadian huzuia mwili kutoka kuingia kikamilifu katika awamu mbalimbali za usingizi, ambao ni wakati muhimu wa kurejesha mwili wa binadamu. Zaidi ya hayo, athari za usumbufu wa mzunguko huenea zaidi ya kuzingatia wakati wa mchana na usingizi wa usiku.
Kuhusu midundo ya kibayolojia kwa binadamu inaweza kupimwa kwa njia kadhaa kwa kawaida, mzunguko wa kulala/kuamka, joto la msingi la mwili, mkusanyiko wa melatonin, ukolezi wa cortisol, na mkusanyiko wa Alpha amylase8. Lakini mwanga ndio vipatanishi vya msingi vya midundo ya circadian kwa nafasi ya karibu duniani, kwa sababu mwangaza, usambazaji wa wigo, muda na muda unaweza kuathiri mfumo wa mzunguko wa binadamu.Hiyo huathiri saa ya ndani ya kila siku pia.Muda wa mwangaza unaweza kusonga mbele au kuchelewesha saa ya ndani". Midundo ya circadian itaathiri utendakazi wa binadamu na faraja n.k. Mfumo wa sayari ya binadamu ni nyeti zaidi ya tolight katika 460nm (eneo la bluu la wigo unaoonekana), ilhali mfumo wa kuona ni nyeti zaidi. hadi 555nm (eneo la kijani) Kwa hivyo jinsi ya kutumia CCT inayoweza kusongeshwa na nguvu ili kuboresha ubora wa maisha inazidi kuwa muhimu zaidi na zaidi. Taa za LED zinazoweza kutumika kwa rangi na mfumo jumuishi wa kuhisi na kudhibiti zinaweza kutengenezwa ili kukidhi utendakazi wa hali ya juu, mahitaji ya taa yenye afya. .
Mtini.1 Mwanga una athari mbili kwenye wasifu wa melatonin ya saa 24, athari ya papo hapo na athari ya Kubadilisha Awamu.
Muundo wa kifurushi
Unaporekebisha mwangaza wa halojeni ya kawaida
taa, rangi itabadilishwa.Hata hivyo, LED ya kawaida haiwezi kurekebisha halijoto ya rangi huku ikibadilisha mwangaza, ikiiga mabadiliko sawa ya baadhi ya mwanga wa kawaida.Katika siku za awali, balbu nyingi zitatumia LEDs tofauti za CCT zilizounganishwa kwenye ubao wa PCB
kubadilisha rangi ya taa kwa kubadilisha sasa ya kuendesha gari.Inahitaji muundo changamano wa moduli ya mzunguko wa mwanga ili kudhibiti CCT, ambayo si kazi rahisi kwa mtengenezaji wa taa. Kadiri muundo wa taa unavyoendelea, taa fupi ya taa kama vile taa za doa na taa za chini, huita saizi ndogo, moduli za LED zenye msongamano mkubwa, Ili kukidhi mahitaji ya urekebishaji wa rangi na mahitaji ya chanzo cha mwanga, COB za rangi zinazoweza kutumika huonekana kwenye soko.
Kuna miundo mitatu ya msingi ya aina za urekebishaji wa rangi, ya kwanza, hutumia uunganisho wa CCT CSP na baridi wa CCT CsP kwenye ubao wa PCB moja kwa moja kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. COB ya aina ya pili inayoweza kusongeshwa na LES iliyojaa mistari mingi ya fosforasi ya CCT. siliconesas inavyoonekana kwenye Kielelezo
3.Kazi hii, mbinu ya tatu inachukuliwa kwa kuchanganya LED za CCT CSP zenye joto na flip-chips za bluu na solder iliyounganishwa kwa karibu kwenye substrate. Kisha bwawa la silikoni ya kuangazia nyeupe hutolewa ili kuzunguka CSPs-nyeupe-nyeupe na flip-chips za bluu. Hatimaye. , imejazwa na fosforasi iliyo na silikoniili kukamilisha moduli ya COB ya rangi mbili kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.
Mtini.4 CSP ya rangi ya joto na COB ya chip ya bluu (Muundo wa 3- Ukuzaji wa ShineOn)
Ukilinganisha na Muundo wa 3, Muundo wa 1 una hasara tatu:
(a) Uchanganyaji wa rangi kati ya vyanzo tofauti vya mwanga vya CSP katika CCT tofauti si sare kutokana na mgawanyo wa silikoni ya fosforasi unaosababishwa na chip za vyanzo vya mwanga vya CSP;
(b) Chanzo cha mwanga cha CSP huharibika kwa urahisi kwa mguso halisi;
(c) Pengo la kila chanzo cha mwanga cha CSP ni rahisi kunasa vumbi ili kusababisha kupunguzwa kwa lumen ya COB;
Structure2 pia ina hasara zake:
(a) Ugumu katika udhibiti wa mchakato wa utengenezaji na udhibiti wa CIE;
(b) Mchanganyiko wa rangi kati ya sehemu tofauti za CCT sio sawa, haswa kwa muundo wa karibu wa uwanja.
Kielelezo cha 5 kinalinganisha taa za MR 16 zilizojengwa na chanzo cha mwanga cha Muundo 3 (kushoto) na Muundo 1 (kulia).Kutoka kwenye picha, tunaweza kupata Muundo wa 1 una kivuli chepesi katikati ya eneo la kutoa moshi, wakati usambazaji wa nguvu ya mwanga wa Muundo wa 3 ni sawa zaidi.
Maombi
Katika mbinu yetu ya kutumia Muundo wa 3, kuna miundo miwili tofauti ya saketi ya rangi nyepesi na urekebishaji wa mwangaza.Katika mzunguko wa chaneli moja ambayo ina mahitaji rahisi ya kiendeshi, kamba nyeupe ya CSP na kamba ya flip-chip ya bluu imeunganishwa kwa sambamba.Kuna kipingamizi kisichobadilika cha kamba ya CSP.Kwa kinzani, mkondo wa kuendesha gari umegawanywa kati ya CSP na chip za bluu na kusababisha mabadiliko ya rangi na mwangaza.Matokeo ya urekebishaji ya kina yanaonyeshwa katika Jedwali la 1 na Mchoro 6. Mkondo wa kupanga rangi wa saketi za chaneli moja umeonyeshwa kwenye Mchoro 7.CCT inaongezeka kama sasa ya kuendesha gari.Tumegundua tabia mbili za urekebishaji na moja inayoiga balbu ya kawaida ya halojeni na nyingine urekebishaji zaidi wa mstari.Aina ya CCT inayoweza kusomeka ni kutoka 1800K hadi 3000K.
Jedwali 1.Mabadiliko ya Flux na CCT kwa kutumia mkondo wa kuendesha gari wa ShineOn chaneli moja ya COB Model 12SA
Fig.7CCT kurekebisha pamoja na blackbody curve na mkondo wa kuendesha gari katika njia moja inayodhibitiwa COB(7a) na hizo mbili.
kurekebisha tabia na mwangaza wa jamaa kwa kurejelea taa ya Halogen(7b)
Muundo mwingine unatumia saketi ya idhaa-mbili ambapo mpangilio unaoweza kusomeka wa CCT ni mpana zaidi kuliko mzunguko wa chaneli moja. Kamba ya CSP na kamba ya bluu ya flip-chip hutengana kwa umeme kwenye substrate na hivyo inahitaji ugavi maalum wa nishati. Rangi na mwangaza hurekebishwa na kuendesha mizunguko miwili kwa kiwango na uwiano unaotakiwa.Inaweza kupangwa kutoka 3000k hadi 5700Kas inavyoonyeshwa katika Mchoro wa 8 wa ShineOn dual-channel COB model 20DA. Jedwali la 2 liliorodhesha matokeo ya upangaji wa kina ambayo yanaweza kuiga kwa karibu mabadiliko ya mwanga wa mchana kuanzia asubuhi hadi jioni. Kwa kuchanganya matumizi ya kihisi na udhibiti. saketi, chanzo hiki cha taa inayoweza kutumika husaidia kuongeza mwangaza wa bluu wakati wa mchana na kupunguza kukabiliwa na mwanga wa bluu wakati wa usiku, kukuza ustawi wa watu na utendakazi wa binadamu, pamoja na utendaji bora wa mwanga.
Muhtasari
Modules za LED zinazoweza kutumika zilitengenezwa kwa kuchanganya
vifurushi vya kiwango cha chip (CSP) na teknolojia ya chip kwenye ubao (COB).CSPsand blue flip chip zimeunganishwa kwenye ubao wa COB ili kufikia msongamano wa juu wa nishati na usawa wa rangi, muundo wa njia mbili hutumiwa kufikia urekebishaji mpana wa CCT katika programu kama vile mwangaza wa kibiashara.Muundo wa chaneli moja hutumika kufikia utendakazi wa dim-to-joto kuiga taa ya halojeni katika matumizi kama vile nyumbani na ukarimu.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Shukrani
Waandishi wangependa kutambua ufadhili kutoka kwa Utafiti na Maendeleo Muhimu wa Kitaifa
Mpango wa China (Na. 2016YFB0403900).Zaidi ya hayo, msaada kutoka kwa wafanyakazi wenza katika ShineOn (Beijing)
Teknolojia Co, pia inakubaliwa kwa shukrani.
Marejeleo
[1] Han, N., Wu, Y.-H.na Tang, Y,"Utafiti wa Kifaa cha KNX
Njia na Maendeleo Kulingana na Moduli ya Kiolesura cha Basi", Mkutano wa 29 wa Udhibiti wa Kichina (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. na Hong, SH ,“Pendekezo Jipya la Mfumo wa Usimamizi wa Mtandao wa BACnet na Muundo Wake wa Marejeleo", Mkutano wa 8 wa Kimataifa wa IEEE kuhusu Informatics za Viwanda (INDIN), 2010, 28-33.
[3]Wohlers I, Andonov R. na Klau GW,“DALIX: Upatanishi Bora wa Muundo wa Protini wa DALI", Miamala ya IEEE/ACM kuhusu Biolojia ya Kompyuta na Bioinformatics, 10, 26-36.
[4]Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. na Steen haut, K.,
"Kuishi pamoja na WiFi kwa Bidhaa ya ZigBee ya Uendeshaji wa Nyumbani", Kongamano la 19 la IEEE kuhusu Mawasiliano na Teknolojia ya Magari katika Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5]Lin, WJ, Wu, QX na Huang, YW,"Mfumo wa Kusoma Mita Kiotomatiki Kulingana na Mawasiliano ya Laini ya Nguvu ya LonWorks", Mkutano wa Kimataifa wa Teknolojia na Ubunifu (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al,“Kurekebisha Kiotomatiki Mwanga wa Mchana na LEDs: Mwangaza Endelevu kwa Afya na Ustawi", Mijadala ya Mkutano wa Utafiti wa Spring wa ARCC wa 2013, Machi, 2013
[7] Karatasi Nyeupe ya Kikundi cha Sayansi ya Mwanga,"Mwangaza: Njia ya Afya na Tija", Aprili 25, 2016.
[8] Figueiro,MG,Bullough, JD,et al, "Ushahidi wa awali wa mabadiliko ya unyeti wa spectral wa mfumo wa circadian usiku",Journal of Circadian Rhythms 3:14.Februari 2005.
[9]Inanici, M,Brennan,M, Clark, E,"Spectral Daylighting
Uigaji: Computing Circadian Light",Mkutano wa 14 wa Jumuiya ya Kimataifa ya Kuiga Utendaji wa Majengo, Hyderabad, India, Des.2015.