CSP-COB를 기반으로 한 조정 가능한 LED 모듈
추상적인: 연구에 따르면 광원의 색상과 인간주기주기 사이의 상관 관계가 나타났습니다. 환경 요구에 대한 컬러 튜닝은 고품질 조명 응용 분야에서 점점 더 중요해졌습니다. 완벽한 빛의 광선은 CRI가 높은 햇빛에 가장 가까운 자질을 나타 내야하지만 인간 민감도에 이상적으로 달성됩니다. 인간 중심등 (HCL)은 다용도 시설, 교실, 건강 관리 및 분위기와 미학을 만드는 변화 환경에 따라 설계해야합니다. 조정 가능한 LED 모듈은 칩 스케일 패키지 (CSP)와 칩 (COB) 기술을 결합하여 개발되었습니다. CSP는 COB 보드에 통합되어 높은 전력 밀도 및 색상 균일 성을 달성하는 동시에 색상 조정 성의 새로운 기능을 추가하면서, 그 결과 광원은 하루 동안 밝고 차가운 색상의 조명에서 밝고 냉각 된 색상의 조명에서 지속적으로 조정할 수 있으며 저녁에 따뜻한 조명,이 논문은 LED 모듈의 디자인, 프로세스 및 성능에 대해 자세히 설명하고 펜던트 라이트와 펜던트 라이트를 적용합니다.
핵심 단어 :HCL, 일주기 리듬, 조정 가능한 LED, 듀얼 CCT, 따뜻한 디밍, CRI
소개
우리가 알고있는 LED는 50 년 넘게 주변에있었습니다. 흰색 LED의 최근 개발은 다른 백색광 소스의 대체품으로 대중의 눈으로 가져 왔으며, 전통적인 광원에 대한 대체물을 대체 할 수 있으며, LED는 에너지 절약과 긴 수명의 장점을 제시 할뿐만 아니라 디지털화 및 컬러 튜닝을위한 새로운 설계 유연성에 대한 문을 열어줍니다. 세 가지 1 차 색상 (빨간색, 녹색 및 파란색)을 방출 한 다음 세 가지 색상을 혼합하여 흰색 빛을 형성합니다. 다른 하나는 형광성 파란색 또는 바이올렛 LED 조명을 광범위한 화이트 라이트로 변환하기 위해 형광등 전구가 넓은 전구가 작동하는 것과 같은 방식으로 인간의 하얀 눈에 주목하는 것이 중요하다는 점에 주목하는 것이 중요합니다.
스마트 조명은 오늘날 스마트 빌딩과 스마트 시티의 주요 영역입니다. 점점 더 많은 제조업체가 새로운 건축물의 스마트 조명의 설계 및 설치에 참여합니다. 결과는 엄청난 양의 통신 패턴이 다양한 브랜드의 제품에서 구현된다는 것입니다. 다른 (즉, 낮은 호환성 및 확장 성).
SSL (Solid-State Lighting) 초기부터 건축 조명 시장에 다양한 조명을 제공 할 수있는 LED Luminaires가 건축 조명 시장에 있었으며, 컬러 조정 가능한 조명은 계속 진행중인 작업으로 남아 있으며 설치가 성공하려면 특정 양의 숙제가 필요합니다. LED 광도에는 흰색 튜닝, 희미한대로 및 풀 컬러 튜닝의 세 가지 기본 범주가 있습니다. 모든 범주는 Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth 또는 기타 프로토콜을 사용하여 무선 송신기로 제어 할 수 있으며, 이러한 옵션을 구축하기 위해 가능한 한 컬렉션을 충족시키기 위해 가능한 한 솔루션을 제공합니다.
일주기 리듬
식물과 동물은 약 24 시간 사이클주기에 걸쳐 행동 및 생리 학적 변화의 패턴을 나타내며, 이는 일주기 리듬입니다. 카카 디아 리듬은 외인성과 내인성 리듬에 의해 영향을받습니다.
일주기 리듬은 뇌에서 생성 된 주요 호르몬 중 하나 인 멜라토닌에 의해 제어됩니다. 멜라노신 수용체는 멜라토닌 생산을 막아서 푸른 빛의 푸른 빛으로 일주기 단계를 설정합니다. " 일주기 중단의 영향은 마음을 넘어서 하루 종일 잠을 자고 잠을 자게됩니다.
인간의 생물학적 리듬에 대해서는 수면/웨이크 사이클, 핵심 체온, 멜라 토노 컨테이션, 코티솔 농도 및 알파 아밀라제 농도 8.이 빛이 지구상의 일주기 리듬의 주요 동기화 인 이라이트 강도, 매일의 시계에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 일주기 리듬의주기 리듬의 주요 동기화자는 여러 가지 방식으로 측정 할 수 있습니다. 조명 노출 시간은 내부 시계를 전진 시키거나 지연시킬 수 있습니다. "일주기 리듬은 인간의 성능과 편안함에 영향을 줄 수 있습니다. 인간주기 시스템은 460nm (Visiblespectrum의 파란색 영역)에서 가장 민감한 톨 라이트이며, 시각적 시스템은 555nm (녹색 영역)에 가장 많이주는 삶에 가장 잘 활용되는 방법을 개선하는 방법을 사용하는 방법은 중요합니다. 통합 감지 및 제어 시스템이있는 LED는 이러한 고성능의 건강한 조명 요구 사항을 충족시키기 위해 개발할 수 있습니다.
그림 1 빛은 24 시간 멜라토닌 프로파일, 급성 효과 및 위상 변화 효과에 이중 효과를 갖습니다.
패키지 디자인
기존의 할로겐의 밝기를 조정할 때
램프, 색상이 변경됩니다. 그러나 기존의 LED는 밝기를 바꾸는 동안 색상 온도를 조정할 수 없으며 일부 기존 조명의 동일한 변화를 모방합니다. 초기에는 많은 전구가 PCB 보드 토에 결합 된 다른 CCT LED와 함께 LED를 사용합니다.
운전 전류를 변경하여 조명 색상을 변경하십시오. CCT를 제어하려면 복잡한 회로 조명 모듈 디자인이 필요합니다. CCT는 조명기구 제조업체에게는 쉬운 일이 아닙니다. 조명 디자인이 발전 할 때 스팟 라이트 및 다운 조명과 같은 소형 조명 조명은 컬러 튜닝 및 컴팩트 한 공급원 요구 사항을 충족시키기 위해 세련된 크기, 고밀도 LED 모듈을 호출합니다.
색상 조정 유형의 세 가지 기본 구조가 있습니다. 첫 번째는 그림 2에 나와있는 PCB 보드의 따뜻한 CCT CSP 및 Cool CCT CSP 본딩을 사용합니다.
3.이 작업에서, 따뜻한 CCT CSP LED와 함께 파란색 플립 칩과 기질에 밀접하게 솔더를 혼합하여 세 번째 접근법은 흰색 반사 실리콘 댐이 따뜻한 흰색 CSP와 파란색 플립 칩을 둘러싸도록 분배됩니다.
그림 4 따뜻한 컬러 CSP 및 파란색 플립 칩 코브 (구조 3- 샤이노 개발)
구조 3과 비교하여 구조 1에는 세 가지 단점이 있습니다.
(a) 다른 CCT에서 상이한 CSP 광원들 사이의 컬러 혼합은 CSP 광원의 칩에 의해 야기 된 형광체 실리콘의 분리로 인해 균일하지 않다;
(b) CSP 광원은 물리적 인 터치로 쉽게 손상됩니다.
(c) 각 CSP 광원의 간격은 먼지를 쉽게 포획하여 COB 루멘 감소를 유발합니다.
구조 2는 또한 단점이 있습니다.
(a) 제조 공정 제어 및 CIE 제어의 어려움;
(b) 다른 CCT 섹션 간의 색 혼합은 특히 근거리 패턴에 대해 균일하지 않습니다.
그림 5는 구조 3 (왼쪽) 및 구조 1 (오른쪽)의 광원으로 제작 된 MR 16 램프를 비교합니다. 그림에서, 우리는 구조 1이 방출 영역 중심에 밝은 그늘을 가지고 있고, 구조 3의 theluminous 강도 분포는 더 균일하다는 것을 발견 할 수 있습니다.
응용 프로그램
구조 3을 사용한 우리의 접근에는 밝은 색과 밝기 튜닝을위한 두 가지 다른 회로 설계가 있습니다. 간단한 드라이버 요구 사항이있는 단일 채널 회로에서 흰색 CSP 문자열과 파란색 플립 칩 스트링은 평행하게 연결됩니다. CSP 스트링의 고정 저항이 있습니다. 저항을 사용하면 구동 전류가 CSP와 파란색 칩으로 나뉘어져 색상과 밝기가 변경됩니다. 자세한 튜닝 결과는 표 1과 그림 6에 나와 있습니다. 그림 7에 표시된 단일 채널 회로의 색상 튜닝 곡선. CCT는 주행 전류를 증가시킵니다. 우리는 하나의 전통적인 할로겐 구절 밴드를 더 선형 튜닝으로 모방 한 두 튜닝 동작을 깨달았습니다. 조정 가능한 CCT 범위는 1800K에서 3000K입니다.
표 1. Shineon 단일 채널 코브 모델 12SA의 운전 전류로 플럭스 및 CCT 변경
단일 채널 회로 제어 COB (7A) 및 두 가지에서 구동 전류가있는 흑체 곡선과 함께 튜닝 튜닝 및
할로겐 램프와 관련하여 상대적인 휘도를 가진 튜닝 동작 (7b)
다른 디자인은 CCT 조정 가능한 배열이 단일 채널 교회보다 넓은 듀얼 채널 회로를 사용합니다. CSP 문자열과 파란색 플립 칩 스트링 렌은 기판에서 전기적으로 분리되어 특수 전원 공급 장치가 필요합니다. 따라서 두 회로를 원하는 전류 수준과 비율로 구동하여 색상과 밝기가 조정됩니다. Shineon Dual-Channel Cob Model 20da.table 2의 그림 8에 표시된 3000k에서 5700kas로 조정할 수 있습니다. Table 2는 아침부터 저녁까지의 날 조명 변화를 밀접하게 시뮬레이션 할 수있는 세부적인 튜닝 결과를 나열했습니다. 점유 센서와 제어 회로의 사용을 결합함으로써,이 조정 가능한 빛의 소스 헬프는 하루 종일 푸른 빛에 대한 노출에 대한 노출을 증가시켜 야간, 사람들이 잘라 내고 있습니다. 스마트 조명 기능.
요약
조정 가능한 LED 모듈은 결합하여 개발되었습니다
칩 스케일 패키지 (CSP) 및 칩 탑승 (COB) 기술. CSPSand Blue Flip Chip은 COB 보드에 통합되어 고전력 밀도 및 색상 균일 성을 달성하기 위해 듀얼 채널 구조는 상용 조명과 같은 응용 분야에서 더 넓은 CCT 튜닝을 달성하는 데 사용됩니다. 단일 채널 구조는 가정 및 환대와 같은 응용 분야에서 할로겐 램프를 모방하는 희미한 여성 기능을 달성하는 데 사용됩니다.
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
승인
저자는 National Key Research and Development의 자금을 인정하고 싶습니다.
중국 프로그램 (No. 2016YFB0403900). 또한 Shineon (Beijing)의 동료들의 지원
Technology Co는 또한 감사하게 인정됩니다.
참조
[1] Han, N., Wu, Y.-H. 및 Tang, Y, "KNX 장치의 연구
버스 인터페이스 모듈을 기반으로 한 노드 및 개발 ", 29th Chinese Control Conference (CCC), 2010, 4346 -4350.
[2] Park, T. and Hong, Sh,“BACNET에 대한 네트워크 관리 시스템의 새로운 제안 및 참조 모델”, 8 차 IEEE International Conference on Industrial Informatics (Indin), 2010, 28-33.
[3] Wohlers I, Andonov R. 및 Klau GW,“Dalix : 최적의 Dali 단백질 구조 정렬”, IEEE/ACM 계산 생물학 및 생물 정보학, 10, 26-36.
[4] Dominguez, F, Touhafi, A., Tiete, J. 및 Steen Haut, K.,
“홈 자동화 Zigbee 제품을위한 Wi-Fi와 공존”, IEEE 19th Communications and Vehicular Technologe in the Benelux (SCVT), 2012, 1-6.
[5] Lin, WJ, Wu, QX 및 Huang, YW, "Lonworks의 전력선 통신을 기반으로하는 자동 미터 판독 시스템", 국제 기술 및 혁신 회의 (ITIC 2009), 2009,1-5.
[6] Ellis, EV, Gonzalez, EW 등,“LED가있는 자동 조정 일광 : 건강 및 복지를위한 지속 가능한 조명”, 2013 ARCC Spring Research Conference, 2013 년 3 월
[7] 조명 과학 그룹 백서, "조명 : 건강 및 생산성의 길", 2016 년 4 월 25 일.
[8] Figueiro, MG, Bullough, JD 등, "밤에 일주기 시스템의 스펙트럼 민감도의 변화에 대한 예비 증거", Journal of Circadian Rhythms 3:14. 2005 년 2 월.
[9] Inanici, M, Brennan, M, Clark, E, Spectral Daylighting
시뮬레이션 : Computing Capradian Light ", 2015 년 12 월 인도 하이데라바드 국제 건물 공연 시뮬레이션 협회 14 번째 컨퍼런스.