Modiwlau LED Tunable Yn seiliedig ar CSP-COB
Crynodeb: Mae ymchwil wedi nodi'r gydberthynas rhwng lliw ffynonellau golau a thiwnio cycle.Color circadian dynol i anghenion amgylcheddol yn fwy a mwy pwysig mewn ceisiadau goleuo o ansawdd uchel. Dylai sbectrwm perffaith o olau arddangos rhinweddau sydd agosaf at olau'r haul gyda CRI uchel, ond yn ddelfrydol mewn cysylltiad â sensitifrwydd dynol.Mae angen peiriannu golau dynol canolog (HCL) yn ôl amgylchedd newid megis cyfleusterau aml-ddefnydd, ystafelloedd dosbarth, gofal iechyd, ac i greu awyrgylch ac estheteg.Datblygwyd Modiwlau LED tiwnadwy trwy gyfuno pecynnau graddfa sglodion (CSP) a thechnoleg sglodion ar fwrdd (COB).Mae Partneriaethau Diogelwch Cymunedol yn cael eu hintegreiddio ar fwrdd COB i gyflawni dwysedd pŵer uchel ac unffurfiaeth lliw, tra'n ychwanegu swyddogaeth newydd o tunability lliw. Gellir tiwnio'r ffynhonnell golau sy'n deillio o hyn yn barhaus o oleuadau lliw llachar, oerach yn ystod y dydd i bylu, goleuadau cynhesach gyda'r nos, Mae'r papur hwn yn manylu ar ddyluniad, proses, a pherfformiad y modiwlau LED a'u cymhwysiad mewn golau LED sy'n pylu'n gynnes a golau crog.
Geiriau allweddol:HCL, rhythmau circadian, LED Tunable, CCT Deuol, Pylu Cynnes, CRI
Rhagymadrodd
Mae'r LED fel y gwyddom ei fod wedi bod o gwmpas ers dros 50 mlynedd.Datblygiad diweddar LEDs gwyn yw'r hyn sydd wedi dod ag ef i lygad y cyhoedd yn lle ffynonellau golau gwyn eraill. O gymharu â'r ffynonellau golau traddodiadol, mae LED nid yn unig yn cyflwyno manteision arbed ynni a bywyd hir, ond hefyd yn agor y drws i hyblygrwydd dylunio newydd ar gyfer digideiddio a thiwnio lliw.Mae dwy brif ffordd o gynhyrchu deuodau allyrru golau gwyn (WLEDs) sy'n cynhyrchu golau gwyn dwysedd uchel.Un yw defnyddio LEDs unigol sy'n allyrru tri lliw cynradd - coch, gwyrdd a glas —ac yna cymysgu tri lliw i ffurfio golau gwyn.Y llall yw defnyddio deunyddiau ffosffor i drosi golau LED monocromatig glas neu fioled i olau gwyn sbectrwm eang, yn yr un modd mae bwlb golau fflwroleuol yn gweithio. Mae'n bwysig nodi bod 'gwynder' y golau a gynhyrchir yn ei hanfod wedi'i beiriannu i weddu i'r llygad dynol, ac yn dibynnu ar y sefyllfa efallai na fydd bob amser yn briodol meddwl amdano fel golau gwyn.
Mae goleuadau craff yn faes allweddol yn yr adeilad smart a'r ddinas glyfar y dyddiau hyn.Mae nifer cynyddol o weithgynhyrchwyr yn cymryd rhan yn y gwaith o ddylunio a gosod goleuadau smartmewn cystrawennau newydd.Y canlyniad yw bod llawer iawn o batrymau cyfathrebu yn cael eu gweithredu mewn gwahanol frandiau o gynhyrchion ， megis KNx ) BACnetP', DALI, ZigBee-ZHAZBA', PLC-Lonworks, ac ati.Un broblem hollbwysig yn yr holl gynhyrchion hyn yw na allant ryngweithredu â'i gilydd (hy, cydnawsedd isel ac estynadwyedd).
Mae goleuadau LED sydd â'r gallu i ddarparu lliwiau golau amrywiol wedi bod ar y farchnad goleuo pensaernïol ers dyddiau cynnar goleuadau cyflwr solet (SSL). pennu os yw'r gosodiad i fod yn llwyddiannus.Mae yna dri chategori sylfaenol o fathau tiwnio lliw mewn goleuadau LED: tiwnio gwyn, pylu-i-gynnes, a thiwnio lliw-llawn. Gall pob un o'r tri chategori gael eu rheoli gan drosglwyddydd di-wifr gan ddefnyddio Zigbee, Wi-Fi,Bluetooth neu protocolau eraill, ac maent yn gwifredig i adeiladu pŵer.Oherwydd yr opsiynau hyn, mae LED yn darparu atebion posibl i newid lliw neu CCT i gwrdd â'r rhythmau circadian dynol.
Rhythmau Circadian
Mae planhigion ac anifeiliaid yn arddangos patrymau o newidiadau ymddygiadol a ffisiolegol dros gylchred oddeutu 24 awr sy'n ailadrodd dros ddiwrnodau olynol - rhythmau circadaidd yw'r rhain. Mae rhythmau alldarddol ac mewndarddol yn dylanwadu ar rythmau cylchdaidd.
Mae'r rhythm circadian yn cael ei reoli gan Melatonin, sef un o'r prif hormonau a gynhyrchir yn yr ymennydd.Ac mae'n cymell cysgadrwydd hefyd. Mae derbynyddion Melanopsin yn gosod y cyfnod circadian gyda golau glas wrth ddeffro trwy gau cynhyrchiad melatonin i lawr". Bydd amlygiad i'r un donfeddi glas o olau gyda'r nos yn ymyrryd â chwsg ac yn tarfu ar y rhythm circadian. Mae desynchronization Circadian yn atal y corff rhag mynd i mewn yn llawn i'r gwahanol gyfnodau o gwsg, sy'n amser adferol hollbwysig ar gyfer y corff dynol. Ymhellach, mae effaith aflonyddwch circadian yn ymestyn y tu hwnt i ymwybyddiaeth ofalgar yn ystod y dydd a chysgu yn y nos.
Ynglŷn â'r rhythmau biolegol mewn bodau dynol gellir ei fesur mewn sawl ffordd fel arfer, cylch cwsg/deffro, tymheredd craidd y corff, crynodiad melaton, crynodiad cortisol, a chrynodiad amylase Alpha8.Ond golau yw prif synchronizers rhythmau circadian i safle lleol ar y ddaear, oherwydd y gall dwyster golau, dosbarthiad sbectrwm, amseriad a hyd ddylanwadu ar y system circadian dynol. Mae hynny'n effeithio ar y cloc mewnol dyddiol hefyd.Gall amser datguddiad golau naill ai symud ymlaen neu ohirio'r cloc mewnol". Bydd y rhythmau circadian yn dylanwadu ar berfformiad a chysur y bodau dynol ac ati. Mae'r system circadian ddynol yn fwyaf sensitif i olau ar 460nm (rhanbarth glas y sbectrwm gweladwy), tra bod y system weledol yn fwyaf sensitif. i 555nm (rhanbarth gwyrdd) Felly sut i ddefnyddio'r CCT tunadwy a dwyster i wella ansawdd bywyd yn dod yn fwy a mwy pwysig.Gellir datblygu LEDs tunadwy lliw gyda synhwyro integredig a system rheoli i fodloni perfformiad uchel, gofynion goleuo iach .
Mae golau Ffig.1 yn cael effaith ddeuol ar y proffil melatonin 24 awr, effaith acíwt ac effaith Symud Cam.
Dyluniad pecyn
Pan fyddwch chi'n addasu disgleirdeb halogen confensiynol
lamp, bydd y lliw yn cael ei newid.Fodd bynnag, nid yw LED confensiynol yn gallu tiwnio tymheredd lliw wrth newid disgleirdeb, gan efelychu'r un newid â rhai goleuadau confensiynol.Yn y dyddiau cynharach, bydd llawer o fylbiau defnyddio dan arweiniad gyda gwahanol CCT LEDs cyfuno ar y boardto PCB
newid y lliw goleuo trwy newid cerrynt gyrru.Mae angen dyluniad modiwl golau cylched cymhleth i reoli CCT, nad yw'n dasg hawdd i wneuthurwr luminaire.Wrth i'r dyluniad goleuo symud ymlaen, mae'r gosodiad goleuo cryno fel goleuadau sbot a goleuadau i lawr, yn galw am faint bach, modiwlau LED dwysedd uchel, Er mwyn bodloni gofynion tiwnio lliw a ffynhonnell golau cryno, mae COBs lliw tiwnadwy yn ymddangos yn y farchnad.
Mae yna dri strwythur sylfaenol o fathau tiwnio lliw, y cyntaf, mae'n defnyddio'r CSP CCT cynnes a bondio CCT CsP oer ar y bwrdd PCB directas a ddangosir yn Ffigur 2.Yr ail fath COB tunadwy gyda LES wedi'i lenwi â streipiau lluosog o wahanol ffosffor CCT siliconsas a ddangosir yn Ffigur
3.Yn y gwaith hwn, mae trydydd dull yn cael ei ddefnyddio trwy gymysgu LEDs CSP CSP cynnes gyda fflip-sglodion glas a sodr wedi'i gysylltu'n agos ar swbstrad. , mae'n llawn ffosffor sy'n cynnwys silicon i gwblhau'r modiwl COB lliw deuol fel y dangosir yn Ffig.4.
Ffig.4 PDC lliw cynnes a COB sglodion fflip glas (Datblygiad Strwythur 3- ShineOn)
O gymharu â Strwythur 3, mae gan Strwythur 1 dri anfantais:
(a) Nid yw cymysgu lliw ymhlith y gwahanol ffynonellau golau PDC mewn gwahanol CCTs yn unffurf oherwydd y gwahanu ffosffor silicon a achosir gan sglodion ffynonellau golau PDC;
(b) Mae ffynhonnell golau PDC yn cael ei niweidio'n hawdd gyda chyffyrddiad corfforol;
(c) Mae bwlch pob ffynhonnell golau PDC yn hawdd i ddal y llwch i achosi gostyngiad lumen COB;
Mae gan Strwythur2 ei anfanteision hefyd:
(a) Anhawster rheoli prosesau gweithgynhyrchu a rheoli CIE;
(b) Nid yw cymysgu lliwiau rhwng y gwahanol adrannau CCT yn unffurf, yn enwedig ar gyfer y patrwm cae agos.
Mae Ffigur 5 yn cymharu lampau MR 16 a adeiladwyd gyda ffynhonnell golau Adeiledd 3 (chwith) a Strwythur 1 (dde).O'r llun, gallwn ganfod bod gan y Strwythur 1 gysgod golau yng nghanol yr ardal allyrru, tra bod dosbarthiad dwyster goleuol Strwythur 3 yn fwy unffurf.
Ceisiadau
Yn ein hymagwedd gan ddefnyddio Strwythur 3, mae dau ddyluniad cylched gwahanol ar gyfer y lliw golau a'r tiwnio disgleirdeb.Mewn cylched un sianel sydd â gofyniad gyrrwr syml, mae'r llinyn CSP gwyn a'r llinyn sglodion fflip glas wedi'u cysylltu yn gyfochrog. Mae resistorin sefydlog yn y llinyn PDC.Gyda'r gwrthydd, mae'r cerrynt gyrru wedi'i rannu rhwng PDC a sglodion glas sy'n arwain at newid lliw a disgleirdeb. Dangosir y canlyniadau tiwnio manwl yn Nhabl 1 a Ffigur 6. Mae cromlin tiwnio lliw cylchedau un sianel a ddangosir yn Ffigur 7.Mae'r CCT yn cynyddu'r cerrynt gyrru.Rydym wedi sylweddoli dau ymddygiad tiwnio gydag un yn efelychu bwlb halogen confensiynol a'r llall yn tiwnio mwy llinol.Mae'r ystod CCT tunadwy rhwng 1800K a 3000K.
Tabl1.Mae fflwcs a CCT yn newid gyda cherrynt gyrru Model COB un sianel ShineOn 12SA
Tiwnio Ffig.7CCT ynghyd â chromlin corff du gyda cherrynt gyrru yn y COB(7a) a reolir gan gylched un sianel a'r ddau
ymddygiadau tiwnio â goleuder cymharol mewn perthynas â lamp Halogen(7b)
Mae'r dyluniad arall yn defnyddio cylched sianel ddeuol lle mae'r trefniant tunadwy CCT yn ehangach na'r cylched sengl. Mae'r llinyn CSP a'r sglodion fflip glas yn gwahanu'n drydanol ar y swbstrad ac felly mae angen cyflenwad pŵer arbennig. Mae lliw a disgleirdeb yn cael eu tiwnio gan gyrru'r ddwy gylched ar y lefel gyfredol a ddymunir a'r gymhareb.Gellir ei diwnio o 3000k i 5700Kas a ddangosir yn Ffigur 8 o fodel COB sianel ddeuol ShineOn 20DA.Table 2 rhestru'r canlyniad tiwnio manwl a all efelychu'n agos y newid golau dydd o'r bore i'r nos.Drwy gyfuno'r defnydd o synhwyrydd deiliadaeth a rheolaeth cylchedau, mae'r ffynhonnell golau tiwnadwy hon yn helpu i gynyddu amlygiad i olau glas yn ystod y dydd a lleihau amlygiad i olau glas yn ystod y nos, gan hyrwyddo lles a pherfformiad dynol pobl, yn ogystal â swyddogaethau goleuo craff.
Crynodeb
Datblygwyd Modiwlau LED tiwnadwy trwy gyfuno
pecynnau graddfa sglodion (CSP) a thechnoleg sglodion ar fwrdd (COB).Mae sglodion fflip glas CSPsand yn cael eu hintegreiddio ar fwrdd COB i gyflawni dwysedd pŵer uchel ac unffurfiaeth lliw, defnyddir strwythur sianel ddeuol i gyflawni tiwnio CCT ehangach mewn cymwysiadau fel goleuadau masnachol.Defnyddir strwythur sianel sengl i gyflawni swyddogaeth dim-i-gynnes gan efelychu lamp halogen mewn cymwysiadau fel cartref a lletygarwch.
978-1-5386-4851-3/17/$31.00 02017 IEEE
Cydnabyddiaeth
Hoffai'r awduron gydnabod y cyllid gan The National Key Research and Development
Rhaglen Tsieina (Rhif 2016YFB0403900).Yn ogystal, cefnogaeth gan gydweithwyr yn ShineOn (Beijing)
Mae Technology Co, hefyd yn cael ei gydnabod yn ddiolchgar.
Cyfeiriadau
[1] Han, N., Wu, Y.-H.a Tang, Y,"Ymchwil Dyfais KNX
Nod a Datblygiad yn Seiliedig ar y Modiwl Rhyngwyneb Bws", 29ain Cynhadledd Rheoli Tsieineaidd (CSC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. a Hong, SH, “Cynnig Newydd o System Rheoli Rhwydwaith ar gyfer BACnet a'i Fodel Cyfeirio”, 8fed Cynhadledd Ryngwladol IEEE ar Wybodeg Ddiwydiannol (INDIN), 2010, 28-33.
[3]Wohlers I, Andonov R. a Klau GW, “DALIX: Aliniad Strwythur Protein Optimal DALI”, Trafodion IEEE/ACM ar Fioleg Gyfrifiadurol a Biowybodeg, 10, 26-36.
[4]Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. a Steen haut, K.,
“Cydfodoli â WiFi ar gyfer Cynnyrch ZigBee Awtomatiaeth Cartref”, IEEE 19eg Symposiwm ar Gyfathrebu a Thechnoleg Cerbydau yn y Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ ， Wu, QX a Huang, YW, "System Darllen Mesuryddion Awtomatig yn Seiliedig ar Gyfathrebu Llinell Bwer o LonWorks", Cynhadledd Ryngwladol ar Dechnoleg ac Arloesi (ITIC 2009), 2009, 1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW, et al, “Awto-diwnio Golau Dydd gyda LEDs: Goleuadau Cynaliadwy ar gyfer Iechyd a Lles”, Trafodion Cynhadledd Ymchwil Gwanwyn 2013 ARCC, Mawrth, 2013
[7] Papur Gwyn Grŵp Gwyddoniaeth Goleuo, "Goleuo: y Ffordd i Iechyd a Chynhyrchiant", Ebrill 25, 2016.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD, et al, "Tystiolaeth ragarweiniol ar gyfer newid yn sensitifrwydd sbectrol y system circadian yn y nos", Journal of Circadian Rhythms 3:14.Chwefror 2005.
[9]Inanici, M, Brennan,M, Clark, E, "Goleuadau Dydd Spectral
Efelychiadau: Cyfrifiaduro Circadian Light", 14eg Cynhadledd Cymdeithas Efelychu Perfformiad Adeilad Rhyngwladol, Hyderabad, India, Rhagfyr 2015.