Źródło półprzewodnikowe SSL o regulowanej temperaturze barwowej w układzie obrotowego luminoforu sektorowego

• Autorzy: Prorok Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.01.55

Warianty tytułu

EN

Solid-state lighting source with adjustable color temperature in a phosphor rotating sectors system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ewolucja półprzewodnikowych źródeł SSL ukierunkowana jest na zachowanie wysokiej skuteczności świetlnej przy równoległych możliwościach regulacji kolorymetrycznych. Zakres zmiany najbliższej temperatury barwowej CCT dotyczy zagadnień cyklu okołodobowego jak również zapewnienia stabilności strojenia barwnego CIE. Bazowym rozwiązaniem uzyskiwania światła barwy białej jest współpraca niebieskiego emitera LED przy dopasowanym spektralnie luminoforem. W artykule przedstawiono metodę kluczowania sygnału PWM przy dynamicznym modelowaniu rozkładów spektralnych w układzie świetlno – optycznym z wydzielonym wirującym luminoforem sektorowym. Dowiedziono doświadczalną zmianę najbliżej temperatury barwowej w przedziale od 2700 K do 9600 K, uwzględniając normatywny wskaźnik oddawania braw CRI oraz wytyczne SVM dotyczące fluktuacji strumienia świetlnego w dziedzinie czasu.

EN

The evolution of semiconductor SSL sources is aimed at maintaining high luminous efficiency with parallel possibilities of colorimetric adjustments. The scope of change of the nearest CCT color temperature concerns the issues of the circadian cycle as well as ensuring the stability of the CIE color tuning. The basic solution for obtaining white light is the cooperation of a blue LED emitter with a spectral-matched phosphor. The article presents a method of keying the PWM signal for dynamic modeling of spectral distributions in a light-optical system with a separate rotating sector phosphor. An experimental change closest to the color temperature was realized in the range from 2700 K to 9600 K, taking into account the normative CRI index and SVM guidelines for light flux fluctuations in the time.

Słowa kluczowe

PL

led; temperatura barwowa; luminofor sektorowy; modulacja PWM; prowadnica optyczna

EN

led; color temperature; phosphor sector; PWM modulation; optical fiber

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 1
• Strony: 256--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Prorok Mateusz

• Wydział Elektryczny Politechniki Białostockiej, Katedra Fotoniki, Elektroniki i Techniki Świetlnej, 15-351 Białystok, ul. Wiejska 45D

• https://orcid.org/0000-0001-6479-1057

Bibliografia

• [1] Ye S., Xiao F., Pan Y.X., Ma Y.Y., Zhang Q.Y., Phosphors in phosphor-converted white light-emitting diodes: Recent advances in materials, techniques and properties, Materials Science and Engineering: R: Reports, (2010) Vol. 71, Issue 1, 1-34
• [2] Zhu Q.-Q., Xu X., Wang L., Tian Zi.-F., X, Y.-Z., Hirosaki N., Xie R.-J., A robust red-emitting phosphor-in-glass (PiG) for use in white lighting sources pumped by blue laser diodes, Journal of Alloys and Compounds, (2017) Vol. 702, 193-198
• [3] Hu N.-C., Feng Y.-C., Wu C.C., Hsiao S.L., Optimal radiant flux selection for multi-channel light-emitting diodes for spectrumtunable lighting, Lighting Research & Technology, (2014) Vol. 46, Issue 4, 434-452,
• [4] Lipnitskaya S., Mynbaev K., Nikulina L., Kramnik V., Bougrov V., Kovsh A., Odnoblyudov M., Romanov A., Investigation of light extraction from light emitting module chip-on-board, Optical Review, (2014) Vol. 21, No. 5, 655–658
• [5] Dutta P. S., Liotta K. M., Full Spectrum White LEDs of Any Color Temperature with Color Rendering Index Higher Than 90 Using a Single Broad-Band Phosphor, ECS Journal of Solid State Science and Technology, (2018) 7 (1), 3194-3198
• [6] Chi Y., Improvement of the blue-color quenching andoptical efficiency of laser for the head-up display, Journal of Information Display, (2017) Vol. 18, No. 1, 41-47
• [7] Zhuang Y., Li C., Liu C., Fu Y., Shi Q., Liang Y., Xia L., Highefficiency YAG:Ce3+ glass-ceramic phosphor by an organic-free screen-printing technique for high-power WLEDs, Optical Materials, (2020) Vol. 107, No. 110118
• [8] Dane katalogowe luminoforu, Intematix ChromaLit Remote Phosphor Light Source
• [9] Maniquiz M. C., Jung K. Y., Jeong S. M., Luminescence Comparison and Enhancement of Ce-doped Yttrium Aluminum Garnet Phosphor via Cation Substitutionand Adding Flux, Journal of The Electrochemical Society, (2011) Volume 158, Number 7, 697-703
• [10] Ahn Y. N., Kim K. D., Anoop G., Kim G. S., Yoo J. S., Design of highly efficient phosphor-converted white light-emitting diodes with color rendering indices (R1 − R15) ≥ 95 for artificial lighting, Scientific Reports, (2019) 9, No. 16848, 1-10
• [11] Lokeswara Reddy G.V., Rama Moorthy L., Chengaiah T., Jamalaiah B.C., Multi-color emission tenability and energy transfer studies of YAl3(BO3)4:Eu3+/Tb3+ phosphors, Ceramics International, (2014) 40 (2), 3399–3410,
• [12] Solodovnyk A., Forberich K., Stern E., Krč J., Topič M., Batentschuk M., Lipovšek B., Brabec C. J., Highly transmissive luminescent down-shifting layers filled with phosphor particles for photovoltaics, Optical Materials Express, (2015) Vol. 5, Issue 6, 1296-1305
• [13] Lee D.-H., Kim S., Kim H., Lee S.-K., Highly Efficient and Highly Conductive Phosphor-in-Glass Materials for Use in LDDriven White-Light Lamp, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, (2019) vol. 6, No. 2, 293–303.
• [14] Halima A. B., Araoud Z., Canale L., Charrada K., Zissis G., Energy efficiency of a LED lighting system using a Peltier module thermal converter, Case Studies in Thermal Engineering, (2022) Volume 34, No. 101989
• [15] Perz M., Sekulovski D., Vogels I., Heynderickx I., Stroboscopic effect: contrast threshold function and dependence on illumination level, Journal of the Optical Society of America A (2018) Vol. 35, Issue 2, 309-319
• [16] Zhang R., Wen Z., Li B., Liang S., Yang M., Xia Z., Research on COB-LED light source with tunable CCT based on screen printing and flip chip technology, Optical and Quantum Electronics, (2022) Vol. 54, Issue 2, No. 79
• [17] Wong N. A., Bahmani H., A review of the current state of research on artificial blue light safety as it applies to digital devices, Heliyon, (2022) Volume 8, Issue 8, No. e10282