CSP-COBに基づくTuanable LEDモジュール
抽象的な： 研究により、光源の色と人間の概日サイクルの相関関係が示されています。環境ニーズへの色の調整は、高品質の照明アプリケーションでますます重要になっています。人間中心の光（HCL）は、多目的施設、教室、ヘルスケアなどの変化環境に従って設計し、雰囲気と美学を作り出す必要があります。 Tunable LEDモジュールは、チップスケールパッケージ（CSP）とチップオンボード（COB）テクノロジーを組み合わせて開発されました。 CSPはCOBボードに統合され、高出力密度と色の均一性を実現しながら、色の調整性の新しい機能を追加します。結果として生じる光源は、日中の明るく涼しい色の照明から夕方の照明、より暖かい照明から継続的に調整できます。
キーワード：HCL、概日リズム、調整可能なLED、デュアルCCT、温かい調光、CRI
導入
私たちが知っているように、それは50年以上にわたって存在していることを知っています。ホワイトLEDの最近の開発は、他の白い光源の代替品として従来の光源を格付けするためにそれを世間の目に持ち込んだものであり、LEDは省エネと長寿命の利点を提示するだけでなく、デジタル化と色の調整のための新しいデザインの柔軟性への扉を開きます。レッド、緑、青の3つの主要な色と3つの色を混ぜて白色光を形成します。もう1つは、リン材料を使用して単色の青またはバイオレットのLED光を広いスペクトルの白い光に変換することです。
スマート照明は、最近ではスマートビルとスマートシティの重要なエリアです。多くのメーカーがスマート照明の設計とインストールに参加している新しい建設の設置に参加しています。その結果、KNXなどのさまざまなブランドの製品で膨大な量のコミュニケーションパターンが実装されています。互いに（つまり、互換性が低く、拡張性が低くなります）。
さまざまな明るい色を提供する能力を備えたLED照明器具は、ソリッドステート照明（SSL）の初期の頃から建築照明市場に登場しています。ただし、色の照明可能な照明は進行中の作業のままであり、設置が成功した場合は、仕様によって一定量の宿題を必要とします。 LED照明器具には、白色のチューニング、薄暗い、フルカラーチューニングの3つの基本的なカテゴリがあります。すべてのカテゴリは、Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、またはその他のプロトコルを使用してワイヤレストランスミッターによって制御できます。
概日リズム
植物や動物は、約24時間のサイクルにわたって行動的および生理学的変化のパターンを示します。これは、連続した日に繰り返されます。これらは概日リズムです。シルカのリズムは、外因性および内因性のリズムの影響を受けます。
概日リズムは、脳で生成される主要なホルモンの1つであるメラトニンによって制御されます。メラノプシン受容体は、メラトニンの生産をシャットダウンすることにより、青い光の流れで概日位相を設定します。夕方に同じ青色の光の波長にさらされると、睡眠を妨害し、概日リズムを破壊します。概日の混乱は、昼間と夜の睡眠を覚えているマインドフルネスを超えて及びます。
人間の生物学的リズムについては、通常、睡眠/ウェイクサイクル、コアの体温、メラトニンコン濃縮、コルチゾール濃度、およびアルファアミラーゼ濃度8.しかし、光が地球上の地域での地域の位置への概日リズムの主要な同期です。光の露出の時刻は、内部時計を進むか遅らせることができます。統合されたセンシングおよび制御システムを備えたLEDは、このような高性能で健康的な照明要件を満たすために開発できます。
図1光は、24時間のメラトニンプロファイル、急性効果、および相シフト効果に二重の効果をもたらします。
パッケージデザイン
従来のハロゲンの明るさを調整するとき
ランプ、色が変更されます。ただし、従来のLEDは、明るさの変化中に色温度を調整することができず、従来の照明の同じ変化をエミュレートします。初期の頃、多くの電球は、PCBボードに組み合わされた異なるCCT LEDを使用してLEDを使用します
運転電流を変更することにより、照明の色を変更します。 CCTを制御するための複雑な回路ライトモジュール設計が必要です。これは、照明器具メーカーにとって簡単なタスクではありません。照明設計の進歩として、スポットライトやダウンライトなどのコンパクトな照明器具は、forsmallサイズ、高密度LEDモジュールを呼び出し、色の調整とコンパクトな光源要件の両方を満たすために、市場に登場します。
カラーチューニングタイプには3つの基本構造があります。1つ目は、図2に示すように、PCBボードに暖かいCCT CSPとCCT CSP結合を使用します。
3.この作業では、3番目のアプローチは、温かいCCT CSP Ledswith Blue Flip-Chipsを混合し、基板に密接にはんだ付けします。その後、白い反射シリコンダムが暖かい白いCSPと青色のフリップチップを囲むように分配されます。
図4温かい色CSPとブルーフリップチップコブ（構造3-シャインソン開発）
構造3と比較すると、構造1には3つの欠点があります。
（a）CCTの異なるCSP光源間の色混合は、CSP光源のチップによって引き起こされるリンシリコーンの分離のために均一ではありません。
（b）CSP光源は、物理的なタッチで簡単に損傷します。
（c）各CSP光源のギャップは、ほこりを閉じ込めて穂軸の硬化を削減するのが簡単です。
Structure2には欠点もあります。
（a）製造プロセス制御とCIE制御の難しさ。
（b）異なるCCTセクション間の色の混合は、特に近い畑のパターンでは均一ではありません。
図5は、構造の光源3（左）と構造1（右）で構築されたMR 16ランプを比較しています。写真からは、構造1が放出領域の中心に明るい色合いがあることがわかりますが、構造3の激しい強度分布はより均一です。
アプリケーション
構造3を使用したアプローチでは、明るい色と明るさのチューニングに2つの異なる回路設計があります。単純なドライバー要件を備えたシングルチャネル回路では、白いCSP弦と青色のフリップチップ弦が並列に接続されています。CSPストリングには固定抵抗があります。抵抗器を使用すると、駆動電流はCSPとブルーチップの間で分割され、色と明るさが変化します。詳細なチューニング結果を図6と図6に示します。図7に示すシングルチャネル回路の色調整曲線。 CCTは駆動電流を増やします。 1つのエミュレートの従来のハロゲン吹き式で、もう1つのより直線的なチューニングを使用して、2つのチューニング動作を実現しました。調整可能なCCT範囲は1800k〜3000kです。
表1。 ShineOnシングルチャネルコブモデル12SAの駆動電流によるフラックスとCCTの変化
図7CCTシングルチャンネルサーキット制御COB（7a）と2つの駆動電流を伴うブラックボディカーブとともにチューニング
ハロゲンランプ（7b）に関連した相対輝度を備えた調整行動
もう1つの設計では、CCT調整可能なアレンジが単一チャネルサーキットよりも広いデュアルチャネル回路を使用します。CSPStringand Blue Flip-Chip Stringareは基板上で電気的に分離するため、特別な電源が必要です。 Shineon Dual-Channel Cobモデル20DAの図8に示す3000Kから5700KASまで調整できます。テーブル2は、朝から夕方までのデイライトの変化を綿密にシミュレートすることができる詳細なチューニング結果をリストしました。スマート照明機能。
まとめ
調整可能なLEDモジュールは、組み合わせて開発されました
チップスケールパッケージ（CSP）とチップオンボード（COB）テクノロジー。 CSPSANDブルーフリップチップは、高出力密度と色の均一性を実現するためにCOBボードに統合されており、デュアルチャネル構造を使用して、商業照明などのアプリケーションでより広いCCTチューニングを実現します。シングルチャネル構造は、家庭やホスピタリティなどの用途でハロゲンランプをエミュレートする薄暗い関数を実現するために使用されます。
978-1-5386-4851-3/17/$ 31.00 02017 IEEE
了承
著者は、国の主要な研究開発からの資金を認めたいと思います
中国のプログラム（No. 2016YFB0403900）。さらに、Shineon（北京）の同僚からのサポート
Technology Coも感謝されています。
参照
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