Abstimmbare LED-Module basierend auf CSP-COB
Abstrakt: Untersuchungen haben die Korrelation zwischen der Farbe von Lichtquellen und dem menschlichen zirkadianen Zyklus angezeigt. In hochwertiger Beleuchtungsanwendungen ist das Eintauchen der Umwelt immer wichtiger geworden. Ein perfektes Lichtspektrum sollte Eigenschaften aufweisen, die dem Sonnenlicht mit hoher CRI am nächsten stehen, ist jedoch ideal auf menschliche Sensibilität eingestellt. Ein menschliches zentrisches Licht (HCL) muss gemäß der Änderungsumgebung wie Mehrnutzungseinrichtungen, Klassenzimmern ， Gesundheitswesen ， und um Ambiente und Ästhetik zu schaffen. Einstellbare LED -Module wurden durch Kombination von Chip -Skala -Paketen (CSP) und CHIP -On -Board (COB) -Technologie entwickelt. CSPs sind auf einer COB-Platine integriert, um eine hohe Leistungsdichte und Farbgleichheit zu erzielen. Während des neuen Funktionsabstellbarkeits ist die resultierende Lichtquelle kontinuierlich von hellem, coolerem Licht tagsüber abgestimmt, um tagsüber zu wärmen, wärmere Beleuchtung am Abend beschreibt das Design, das Design und die Leistung der LED-Module und seine Anwendung in Warm-Diving-Leuchten und Pendant.
Schlüsselwörter:HCL, zirkadiane Rhythmen, abstimmbare LED, Dual CCT, warmes Dimmen, CRI
Einführung
Die LED, wie wir wissen, gibt es seit über 50 Jahren. Die jüngste Entwicklung weißer LEDs hat es als Ersatz für andere weiße Lichtquellen in die Öffentlichkeit gebracht. Mischen Sie drei Primärfarben-rote, grün und blau-und mischen Sie dann drei Farben, um weißes Licht zu bilden. Das andere besteht darin, Phosphormaterial zu verwenden, um monochromatisches blaues oder violettes LED-Licht in das weiße Licht aus Breitband umzuwandeln. Licht.
Intelligente Beleuchtung ist heutzutage ein Schlüsselbereich im Smart-Gebäude und in der Smart City. Eine zunehmende Anzahl von Herstellern beteiligt sich an der Gestaltung und Installation von Smart Lightingsin-Neukonstruktionen. Die Folge ist, dass eine große Menge an Kommunikationsmustern in verschiedenen Marken von Produkten implementiert ist, wie KNX) BACNNETP ', Dali. (dh geringe Kompatibilität und Erweiterbarkeit).
LED-Leuchten mit der Fähigkeit, eine unterschiedliche Lichtfarbe zu liefern, befanden sich seit den frühen Tagen der Festkörperbeleuchtung (SSL) auf dem Markt für architektonische Beleuchtung. Obwohl die farbabstimmige Beleuchtung nach wie vor in Arbeit ist und eine bestimmte Menge an Hausaufgaben nach dem Spezifizierer erfordert, wenn die Installation erfolgreich sein soll. Es gibt drei grundlegende Kategorien von Farbabstimmentypen in LED-Leuchten: weiße Abstimmung, Dim-to-Warme und Vollfarbentum.
Zirkadiane Rhythmen
Pflanzen und Tiere zeigen Verhaltens- und physiologische Veränderungen über einen ungefähr 24-Stunden-Zyklus, der sich über aufeinanderfolgende Tage wiederholen-diese sind zirkadiane Rhythmus.
Der zirkadiane Rhythmus wird von Melatonin kontrolliert, einem der wichtigsten Hormone, die im Gehirn produziert werden. Und es induziert auch Schläfrigkeit. Melanopsin -Rezeptoren setzen die zirkadiane Phase mit blauem Licht, indem es die Melatoninproduktion abschließt. Körper.
In Bezug auf die biologischen Rhythmen beim Menschen können normalerweise in mehrfacher Hinsicht der Schlaf-/Weckzyklus, die Kernkörpertemperatur, die Melatoninconzentration, die Cortisolkonzentration und die Alpha -Amylase -Konzentration 8. Aber Licht der primären Synchronisatoren der zirkadianen Rhythmen auf die Erde, weil die Human -INGENSITY -Affekte, die Human -Human -Verteilung beeinflusst, die Human -Human -Verteilung beeinflussen, die Human -Verbreitung kann die Human -Human -Verteilung beeinflussen. Auch. Die Zeit der Lichtbelastung kann entweder die Takte des Zeitpunkts vorantreiben oder verzögern. "Die zirkadianen Rhythmen beeinflussen die Leistung und den Komfort des Menschen usw. Das menschliche zirkadiane System ist bei 460 nm (blaue Region des Visiblespespectrum) am sensibelsten, während das visuelle System das visuelle System meistsensibel ist. Einstellbare LEDs mit integriertem Erfassungs- und Steuerungssystem können entwickelt werden, um so hohe Leistung und gesunde Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen.
Abb.1 Licht hat einen doppelten Effekt auf das 24-Stunden-Melatoninprofil, den akuten Effekt und das Phasenverschiebungseffekt.
Paketdesign
Wenn Sie die Helligkeit des herkömmlichen Halogens anpassen
Lampe, die Farbe wird geändert. Herkömmliche LED ist jedoch nicht in der Lage, die Farbtemperatur zu stimmen und gleichzeitig die Helligkeit zu ändern und die gleiche Änderung einer herkömmlichen Beleuchtung zu emulieren. In den früheren Tagen werden viele Glühbirnen LED mit verschiedenen CCT -LEDs auf dem PCB -Boardto verwendet
Ändern Sie die Beleuchtungsfarbe, indem Sie den Antriebsstrom ändern. Es benötigt ein komplexes Schaltungslichtmoduldesign, um den CCT zu steuern. Dies ist für den Leuchte -Hersteller keine einfache Aufgabe. Wie die Beleuchtungsdesign -Fortschritte ， Die kompakte Beleuchtungsvorrichtung wie Spotlichter und Down -Leuchten, nennt die mallgröße, hochdichte -LED -Module, um sowohl Farbabstimmungen als auch kompakte Lichtquellenanforderungen zu erfüllen, auf dem Markt.
Es gibt drei grundlegende Strukturen von Farbabeinstellungsarten, die erste, die warme CCT-CSP und die kühl
3. In der Arbeit wird ein dritter Ansatz durch Mischen von warmem CCS CSP LEDSWITH Blue Flip-Chips und eng an einem Substrat befestigten Lötkolben angenommen. Dann wird ein weißer reflektierender Silikondamm darauf verzichtet, das warm-weiße CSPs und blaue Flip-Chips zu umgeben.
Abb.4 Warm Farbe CSP und Blue Flip Chip COB (Struktur 3- Shineon-Entwicklung)
Im Vergleich zur Struktur 3 hat Struktur 1 drei Nachteile:
(a) Das Farbmischung zwischen den verschiedenen CSP -Lichtquellen in verschiedenen CCTs ist aufgrund der Trennung von Phosphor -Silikon, die durch die Chips der CSP -Lichtquellen verursacht werden, nicht gleichmäßig.
(b) die CSP -Lichtquelle wird leicht mit einer physischen Berührung beschädigt;
(c) Die Lücke jeder CSP -Lichtquelle ist leicht zu fangen, um den Staub zu fangen, um COB -Lumen -Reduktion zu verursachen.
Struktur2 hat auch seine Nachteile:
(a) Schwierigkeit bei der Steuerung des Herstellungsprozesses und der CIE -Kontrolle;
(b) Die Farbmischung zwischen den verschiedenen CCT -Abschnitten ist insbesondere für das Nahfeldmuster nicht gleichmäßig.
Abbildung 5 vergleicht MR 16 Lampen, die mit Lichtquelle der Struktur 3 (links) und Struktur 1 (rechts) gebaut wurden. Aus dem Bild können wir feststellen, dass die Struktur 1 einen leichten Schatten in der Mitte des emittierenden Bereichs hat, während die theluminöse Intensitätsverteilung der Struktur 3 gleichmäßiger ist.
Anwendungen
In unserem Ansatz unter Verwendung von Struktur 3 gibt es zwei verschiedene Schaltungsdesigns für die Lichtfarbe und die Helligkeitsstimmung. In einer Einkanalschaltung, die eine einfache Treiberanforderung aufweist, sind die weiße CSP-Saite und die blaue Flip-Chip-Zeichenfolge parallel angeschlossen. Es gibt einen festen Widerstand in der CSP-Zeichenfolge. Mit dem Widerstand wird der Antriebsstrom zwischen CSPs und blauen Chips unterteilt, die die Farbe und die Helligkeit entstehen. Die detaillierten Tuning-Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Abbildung 6 dargestellt. Der CCT erhöht den Antriebsstrom. Wir haben zwei Tuningverhalten realisiert, wobei ein konventionelles Halogen -Bulband die andere linearere Abstimmung emuliert. Der einstellbare CCT -Bereich liegt zwischen 1800 k und 3000 k.
Tabelle 1. Fluss- und CCT-Veränderung mit dem Antriebsstrom von Shineon Einkanal COB Modell 12SA
Abb.7CCT-Tuning zusammen mit Blackbody-Kurve mit Antriebsstrom im einkanalkreisgesteuerten COB (7A) und den beiden
Tuningverhalten mit relativer Luminanz in Bezug auf Halogenlampe (7b)
Das andere Design verwendet eine Dual-Channel-Schaltung, in der die cct-einstellbare Anordnung breiter ist als der Single-Channel-Kreislauf. Die CSP Stringand Blue Flip-Chip-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-String-Substrat und somit benötigt sie eine spezielle Stromversorgung. Die Farbe und Helligkeit werden durch Fahren der beiden Schaltkreise auf gewünschtem Strom und Verhältnis abgestimmt. Es kann von 3000k auf 5700KAs in Abbildung 8 von Shineon Dual-Channel COB Model 20DA gezeigt werden. sowie intelligente Beleuchtungsfunktionen.
Zusammenfassung
Einstellbare LED -Module wurden durch Kombination entwickelt
CHIP -Skala -Pakete (CSP) und CHIP -On -Board (COB) -Technologie. CSPSand Blue Flip Chip werden auf eine COB-Platine integriert, um eine hohe Leistungsdichte und Farb Gleichmäßigkeit zu erzielen. Die Dual-Kanal-Struktur wird verwendet, um eine breitere CCT-Abstimmung in Anwendungen wie kommerzieller Beleuchtung zu erreichen. Die Einzelkanalstruktur wird verwendet, um die Halogenlampe in Anwendungen wie Heimat und Gastfreundschaft zu erwerben.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
Anerkennung
Die Autoren möchten die Finanzierung der nationalen Schlüsselforschung und -entwicklung anerkennen
Programm von China (Nr. 2016YFB0403900). Zusätzlich Unterstützung der Kollegen in Shineon (Peking)
Technology Co ist auch dankbar anerkannt.
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