सीएसपी-सीओबी पर आधारित ट्यूनेबल एलईडी मॉड्यूल
अमूर्त: अनुसंधान ने प्रकाश स्रोतों और मानव सर्कैडियन चक्र के रंग के बीच संबंध का संकेत दिया है। पर्यावरणीय आवश्यकताओं के लिए ट्यूनिंग उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश अनुप्रयोगों में अधिक से अधिक महत्वपूर्ण हो गया है मानव संवेदनशीलता के लिए। एक मानव केंद्रित प्रकाश (एचसीएल) को परिवर्तन के वातावरण जैसे कि बहु-उपयोग सुविधाओं, कक्षाओं ， स्वास्थ्य देखभाल ， के अनुसार इंजीनियर किया जाना चाहिए और परिवेश और सौंदर्यशास्त्र बनाने के लिए। Tunable LED मॉड्यूल को CHIP स्केल पैकेज (CSP) और CHIP ऑन बोर्ड (COB) तकनीक के संयोजन से विकसित किया गया था। CSPs को उच्च शक्ति घनत्व और रंग एकरूपता को प्राप्त करने के लिए एक COB बोर्ड पर एकीकृत किया जाता है, जबकि रंग ट्यूनबिलिटी के नए फ़ंक्शन को जोड़ते समय। इसके परिणामस्वरूप प्रकाश स्रोत को दिन के दौरान उज्ज्वल, कूलर रंग की रोशनी से लगातार ट्यून किया जा सकता है। यह पेपर एलईडी मॉड्यूल के डिजाइन, प्रक्रिया और प्रदर्शन और गर्म-डिमिंग एलईडी डाउन लाइट और लटकन प्रकाश में इसके अनुप्रयोग का विवरण देता है।
मुख्य शब्द:एचसीएल, सर्कैडियन लय, ट्यून करने योग्य एलईडी, दोहरी सीसीटी, वार्म डिमिंग, सीआरआई
परिचय
जैसा कि हम जानते हैं कि यह 50 से अधिक वर्षों से है। व्हाइट एल ई डी का हालिया विकास यह है कि इसे जनता की आंखों में अन्य सफेद प्रकाश स्रोतों के प्रतिस्थापन के रूप में लाया है। डिजिटाइज़िंग और कलर ट्यूनिंग के लिए नया डिज़ाइन लचीलापन। सफेद लाइट-एमिटिंग डायोड (WLEDS) के उत्पादन के दो प्राथमिक तरीके हैं जो उच्च तीव्रता वाले सफेद प्रकाश को उत्पन्न करते हैं। प्राथमिक रंग-लाल, हरा, और नीला-और फिर सफेद प्रकाश बनाने के लिए तीन रंगों को मिलाएं। अन्य फॉस्फोर सामग्री का उपयोग मोनोक्रोमैटिक ब्लू या वायलेट एलईडी लाइट को ब्रॉड-स्पेक्ट्रम व्हाइट लाइट में परिवर्तित करने के लिए है। लाइट बल्ब काम करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि 'व्हाइटनेस'ओफ़ प्रकाश का उत्पादन अनिवार्य रूप से मानव आंखों के अनुरूप होता है, और स्थिति के आधार पर यह हमेशा सफेद प्रकाश के रूप में सोचने के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है।
स्मार्ट लाइटिंग आजकल स्मार्ट बिल्डिंग और स्मार्ट सिटी में एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है। निर्माताओं की बढ़ती संख्या स्मार्ट लाइटिंगिन के नए निर्माण के डिजाइन और स्थापना में भाग लेती है। इसका परिणाम यह है कि विभिन्न ब्रांडों में विभिन्न ब्रांडों में संचार पैटर्न लागू होता है। ， जैसे कि knx) bacnetp ', dali ， zigbee-zhazba' ， plc-lonworks, आदि इन सभी उत्पादों में महत्वपूर्ण समस्या यह है कि वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं कर सकते (यानी, कम संगतता और एक्सटेंसिबिलिटी)।
अलग-अलग हल्के रंग को वितरित करने की क्षमता वाले एलईडी ल्यूमिनेयर्स आर्किटेक्चरल लाइटिंग मार्केट पर हैं, क्योंकि सॉलिड-स्टेट लाइटिंग (एसएसएल) के शुरुआती दिनों से। हालांकि, रंग-ट्यून करने योग्य लाइटिंग प्रगति में एक काम बनी हुई है और इसके लिए एक निश्चित मात्रा में होमवर्क की आवश्यकता होती है। निर्दिष्ट यदि स्थापना सफल होना है। एलईडी ल्यूमिनायर्स में रंग-ट्यूनिंग प्रकारों की तीन बुनियादी श्रेणियां हैं: सफेद ट्यूनिंग, डिम-टू-वार्म, और पूर्ण-रंग-ट्यूनिंग। सभी तीन श्रेणियों को एक वायरलेस ट्रांसमीटर द्वारा Zigbee ， वाई-फाई, ब्लूटूथ या का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। अन्य प्रोटोकॉल ， और शक्ति का निर्माण करने के लिए कठोर हैं। इन विकल्पों में से, एलईडी मानव सर्कैडियन लय को पूरा करने के लिए रंग या सीसीटी बदलने के लिए संभावित समाधान प्रदान करता है।
स्पंदन पैदा करनेवाली लय
पौधे और जानवर लगभग 24 घंटे के चक्र में व्यवहार और शारीरिक परिवर्तनों के पैटर्न को प्रदर्शित करते हैं जो क्रमिक दिनों में दोहराते हैं-ये सर्कैडियन लय हैं। Circadian लय बहिर्जात और अंतर्जात लय से प्रभावित होते हैं।
सर्कैडियन लय को मेलाटोनिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो मस्तिष्क में उत्पादित प्रमुख हार्मोनों में से एक है। और यह नींद को भी प्रेरित करता है। मेलानोप्सिन रिसेप्टर्स मेलाटोनिन उत्पादन को बंद करके नीले प्रकाश के साथ सर्कैडियन चरण को सेट करते हैं। " पूरी तरह से नींद के विभिन्न चरणों में प्रवेश करना of जो मानव के लिए एक महत्वपूर्ण पुनर्स्थापनात्मक समय है Body.Furthermore ， सर्कैडियन विघटन का प्रभाव दिन में माइंडफुलनेस से परे और रात में सोता है।
मनुष्यों में जैविक लय के बारे में आमतौर पर कई तरीकों से मापा जा सकता है, नींद/जागने चक्र, कोर शरीर का तापमान, मेलाटोनिनसोनेंट्रेशन, कोर्टिसोल एकाग्रता, और अल्फा एमाइलेज़ एकाग्रता 8. लेकिन प्रकाश पृथ्वी पर स्थानीय स्थिति के लिए सर्कैडियन लय का प्राथमिक सिंक्रोनाइज़र है क्योंकि ， क्योंकि प्रकाश की तीव्रता, स्पेक्ट्रम वितरण, समय और अवधि मानव सर्कैडियन प्रणाली को प्रभावित कर सकती है। यह दैनिक आंतरिक घड़ी को भी प्रभावित करता है। प्रकाश के संपर्क का समय या तो आगे की ओर बढ़ सकता है या देरी कर सकता है "। सर्कैडियन लय मानव के प्रदर्शन और आराम को प्रभावित करेगी। 555nm (हरा क्षेत्र)। इसलिए जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए ट्यून करने योग्य सीसीटी और तीव्रता का उपयोग कैसे करें इस तरह के उच्च प्रदर्शन, स्वस्थ प्रकाश आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एकीकृत सेंसिंग और नियंत्रण प्रणाली के साथ ट्यून करने योग्य एलईडी विकसित किए जा सकते हैं।
Fig.1 प्रकाश का 24-घंटे मेलाटोनिन प्रोफाइल, तीव्र प्रभाव और चरण-शिफ्टिंग प्रभाव पर दोहरी प्रभाव पड़ता है।
पैकेज का डिज़ाइन
जब आप पारंपरिक हलोजन की चमक को समायोजित करते हैं
दीपक, रंग बदल जाएगा। हालांकि, पारंपरिक एलईडी चमक को बदलते हुए रंग तापमान को ट्यून करने में सक्षम नहीं है। कुछ पारंपरिक प्रकाश व्यवस्था के समान बदलते का अनुकरण करना। पहले के दिनों में, कई बल्ब पीसीबी बोर्डो पर संयुक्त सीसीटी एलईडी के साथ एलईडी का उपयोग करेंगे
ड्राइविंग करंट को बदलकर लाइटिंग कलर बदलें। सीसीटी को नियंत्रित करने के लिए इसे जटिल सर्किट लाइट मॉड्यूल डिज़ाइन की आवश्यकता है, जो कि ल्यूमिनेयर निर्माता के लिए आसान काम नहीं है। प्रकाश डिजाइन एडवांस के रूप में ， कॉम्पैक्ट लाइटिंग स्थिरता जैसे स्पॉट लाइट्स और डाउन लाइट्स, कॉल फोरसमॉल आकार, उच्च घनत्व एलईडी मॉड्यूल, क्रम में क्रम में। दोनों रंग ट्यूनिंग और कॉम्पैक्ट प्रकाश स्रोत आवश्यकताओं को संतुष्ट करें, ट्यून करने योग्य रंग कोब बाजार में दिखाई देते हैं।
रंग-ट्यूनिंग प्रकारों की तीन बुनियादी संरचनाएं हैं, पहला, यह पीसीबी बोर्ड पर गर्म सीसीटी सीएसपी और कूल सीसीटी सीएसपी बॉन्डिंग का उपयोग करता है। फिगर में दिखाया गया सिलिकोनस
3. इंची काम, एक तीसरा दृष्टिकोण गर्म सीसीटी सीएसपी एल लेड्सविथ ब्लू फ्लिप-चिप्स को मिलाकर ले जा रहा है और एक सब्सट्रेट पर निकटता से जुड़ा हुआ है। फिर एक सफेद परावर्तक सिलिकॉन डैम को गर्म-सफेद सीएसपी और ब्लू फ्लिप-चिप्स को घेरने के लिए भेजा जाता है। , यह फॉस्फोर से भरा हुआ सिलिकनेटो से भरा हुआ है, जो दोहरी रंग कोब मॉड्यूल को पूरा करता है जैसा कि Fig.4 में दिखाया गया है।
Fig.4 वार्म कलर CSP और BLUE FLIP CHIP COB (स्ट्रक्चर 3- शाइनन डेवलपमेंट)
संरचना 3 की तुलना में, संरचना 1 में तीन नुकसान हैं:
(ए) विभिन्न सीएसटी में विभिन्न सीएसपी प्रकाश स्रोतों के बीच रंग मिश्रण सीएसपी प्रकाश स्रोतों के चिप्स के कारण फॉस्फोर सिलिकॉन के अलगाव के कारण एक समान नहीं है;
(बी) सीएसपी प्रकाश स्रोत एक भौतिक स्पर्श के साथ आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाता है;
(ग) प्रत्येक सीएसपी प्रकाश स्रोत का अंतर धूल को फंसाना आसान है ताकि कोब लुमेन में कमी हो;
स्ट्रक्चर 2 के इसके नुकसान भी हैं:
(ए) विनिर्माण प्रक्रिया नियंत्रण और CIE नियंत्रण में कठिनाई;
(बी) विभिन्न सीसीटी वर्गों के बीच रंग मिश्रण एक समान नहीं है, खासकर निकट क्षेत्र के पैटर्न के लिए।
चित्रा 5 संरचना 3 (बाएं) और संरचना 1 (दाएं) के प्रकाश स्रोत के साथ निर्मित एमआर 16 लैंप की तुलना करता है। चित्र से, हम पा सकते हैं कि संरचना 1 में उत्सर्जक क्षेत्र के केंद्र में एक हल्की छाया है, जबकि संरचना 3 का थेलुमिनस तीव्रता वितरण अधिक समान है।
अनुप्रयोग
संरचना 3 का उपयोग करके हमारे दृष्टिकोण में, हल्के रंग और चमक ट्यूनिंग के लिए दो अलग -अलग सर्किट डिजाइन हैं। एक एकल-चैनल सर्किट में जिसमें एक साधारण ड्राइवर की आवश्यकता होती है, सफेद सीएसपी स्ट्रिंग और ब्लू फ्लिप-चिप स्ट्रिंग समानांतर में जुड़े होते हैं। यह एक निश्चित रेस्पोरिन सीएसपी स्ट्रिंग है। रोकनेवाला के साथ, ड्राइविंग करंट को CSPs और नीले चिप्स के बीच विभाजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप रंग और चमक का परिवर्तन होता है। विस्तृत ट्यूनिंग परिणाम तालिका 1 और चित्रा 6 में दिखाए गए हैं। चित्रा 7 में दिखाए गए एकल-चैनल सर्कुइटिस का रंग ट्यूनिंग वक्र। CCT ड्राइविंग करंट को बढ़ाता है। हमने दो ट्यूनिंग व्यवहार का एहसास किया है, जिसमें एक पारंपरिक हैलोजेन बुलबैंड को अन्य अधिक रैखिक ट्यूनिंग का अनुकरण किया गया है। ट्यून करने योग्य सीसीटी रेंज 1800k से 3000k तक है।
तालिका नंबर एक। Shineon सिंगल-चैनल COB मॉडल 12SA के ड्राइविंग करंट के साथ फ्लक्स और सीसीटी परिवर्तन
Fig.7cct सिंगल-चैनलकिरकूट नियंत्रित कोब (7 ए) और दो में ड्राइविंग करंट के साथ ब्लैकबॉडी वक्र के साथ ट्यूनिंग
हैलोजेन लैंप (7 बी) के संदर्भ में रिश्तेदार ल्यूमिनेंस के साथ ट्यूनिंग व्यवहार
अन्य डिज़ाइन एक दोहरे-चैनल सर्किट का उपयोग करता है, जहां सीसीटी ट्यून करने योग्य व्यवस्था एकल-चैनलसीरसीट की तुलना में व्यापक होती है। सीएसपी स्ट्रिंगिंग ब्लू फ्लिप-चिप स्ट्रिंगर इलेक्ट्रिक रूप से सब्सट्रेट पर अलग होती है और इस प्रकार इसे विशेष बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। रंग और चमक को ट्यून किया जाता है। वांछित वर्तमान स्तर और अनुपात पर दो सर्किट ड्राइविंग। इसे 3000k से 5700kAs तक दिखाया जा सकता है, जो कि Shineon दोहरे-चैनल COB मॉडल 20DA के चित्र 8 में दिखाया गया है। Table 2 ने विस्तृत ट्यूनिंग परिणाम को सूचीबद्ध किया, जो सुबह से शाम तक दिन के प्रकाश परिवर्तन को बारीकी से अनुकरण कर सकता है। सर्किट ， यह ट्यून करने योग्य प्रकाश स्रोतहेल्प्स दिन के दौरान नीली रोशनी के संपर्क में वृद्धि करता है और रात के दौरान नीली रोशनी के संपर्क को कम करता है and लोगों की भलाई और मानव प्रदर्शन को बढ़ावा देना, जैसा कि साथ ही स्मार्ट लाइटिंग फ़ंक्शन।
सारांश
संयोजन द्वारा ट्यून करने योग्य एलईडी मॉड्यूल विकसित किए गए थे
चिप स्केल पैकेज (CSP) और CHIP ऑन बोर्ड (COB) तकनीक। CSPSAND ब्लू फ्लिप चिप को उच्च शक्ति घनत्व और रंग एकरूपता को प्राप्त करने के लिए एक COB बोर्ड पर एकीकृत किया जाता है, वाणिज्यिक प्रकाश व्यवस्था जैसे अनुप्रयोगों में व्यापक सीसीटी ट्यूनिंग को प्राप्त करने के लिए दोहरे चैनल संरचना का उपयोग किया जाता है। सिंगल-चैनल संरचना का उपयोग घर और आतिथ्य जैसे अनुप्रयोगों में हैलोजेन लैंप का अनुकरण करते हुए डिम-टू-वार्म फ़ंक्शन को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
पावती
लेखक राष्ट्रीय कुंजी अनुसंधान और विकास से धन को स्वीकार करना चाहेंगे
चीन का कार्यक्रम (नंबर 2016YFB0403900)। इसके अतिरिक्त, शिनेन (बीजिंग) में सहयोगियों का समर्थन
प्रौद्योगिकी सह, भी कृतज्ञता से स्वीकार किया जाता है।
संदर्भ
[१] हान, एन।, वू, वाई.एच. और तांग, y, "KNX डिवाइस का अनुसंधान
बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल पर आधारित नोड और विकास ", 29 वें चीनी नियंत्रण सम्मेलन (CCC), 2010, 4346 -4350।
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"एक होम ऑटोमेशन ज़िग्बी उत्पाद के लिए वाईफाई के साथ सह-अस्तित्व" Benelux (SCVT), 2012, 1-6 में संचार और वाहन प्रौद्योगिकी पर IEEE 19 वीं संगोष्ठी।
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[[] लाइटिंग साइंस ग्रुप व्हाइट पेपर, "लाइटिंग: द वे टू हेल्थ एंड प्रोडक्टिविटी", २५ अप्रैल, २०१६।
] फरवरी 2005।
[९] इनानिसी, एम, ब्रेनन, एम, क्लार्क, ई, "स्पेक्ट्रल डेलाइटिंग
सिमुलेशन: कम्प्यूटिंग सर्कैडियन लाइट ", 14 वां इंटरनेशनल बिल्डिंग परफॉर्मेंस सिमुलेशन एसोसिएशन, हैदराबाद, भारत, Dec.2015 का सम्मेलन।