Térmica activa

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 12433 (2022) Citar este artículo

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En este estudio, propusimos y demostramos un diseño de circuito para resolver problemas relacionados con la fuga de luz azul (p. ej., daño ocular) cuando los diodos emisores de luz blanca (pcW-LED) convertidos en fósforo se sobrecalientan. Este circuito sólo necesita un termistor de coeficiente térmico positivo, una resistencia y diodos en serie y paralelo; por lo tanto, se puede integrar fácilmente en componentes. Las simulaciones y los resultados experimentales correspondientes muestran que este método puede suprimir con precisión la corriente de inyección del componente sobrecalentado y permitir que los LED funcionen normalmente después de regresar a la temperatura de funcionamiento. De este modo, permite proteger activamente los ojos del usuario, por ejemplo, para evitar la exposición a la luz azulada cuando se produce un sobrecalentamiento. Además, la extinción del flujo luminoso es una señal para recordar al usuario que debe sustituir el LED. El método propuesto es económico, efectivo, simple y útil para aumentar la calidad de la iluminación LED y la seguridad biológica.

La iluminación de estado sólido (SSL) ha ido reemplazando gradualmente a las bombillas incandescentes debido a sus ventajas que incluyen alta eficiencia energética, respuesta rápida, reproducción cromática aceptable, larga vida útil y bajo costo1,2,3,4,5,6. La luz blanca se puede crear de diferentes maneras, como mediante enfoques dicromáticos, tricromáticos y tetracromáticos2. Entre ellos, el enfoque dicromático es ampliamente utilizado debido a su simplicidad y eficiencia; En este enfoque, la luz blanca se crea mediante una combinación de un diodo emisor de luz (LED) azul y fósforo amarillo2. Una fuente de luz blanca de este tipo se denomina comúnmente diodos emisores de luz blanca convertidos en fósforo (pcW-LED). En condiciones normales, hay dos fuentes principales que contribuyen significativamente a la generación de calor en el proceso operativo de la estructura de los LED de pcW: la eficacia de la matriz del LED azul y la eficiencia de conversión del fósforo (incluida su propia eficiencia cuántica y la pérdida de energía). . La primera fuente de calor está relacionada con la eficiencia de conversión del electrón inyectado en el fotón azul emitido en el flujo eléctrico a través de las matrices del LED azul. La eficiencia de conversión de energía eléctrica a óptica puede ser superior al 70%; así, al menos el 30% de la energía eléctrica de entrada se puede transformar en calor7,8. La segunda fuente de calor es la región del fósforo y está relacionada con la pérdida de Stokes, es decir, la diferencia de longitud de onda entre las longitudes de onda de excitación y reemisión2,9. Si los picos de las longitudes de onda de excitación azul y de emisión amarilla son 450 nm y 550 nm, respectivamente, la eficiencia de conversión de longitud de onda (la relación entre la longitud de onda de excitación y la longitud de onda de reemisión) es aproximadamente del 82%. Por tanto, aproximadamente el 18% de la energía de este proceso se convierte en calor. En particular, si las condiciones normales no se mantienen bien, se generará una mayor cantidad de calor, debido al predominio de la conversión no radiativa en la matriz del LED azul y la región de fósforo. Es bien sabido que el calor es un problema inevitable en los LED pcW que produce muchos efectos negativos en la calidad de la luz blanca de salida, como aumentos correlacionados de la temperatura de color (CCT), cambios de color, reducciones de eficacia y degradaciones de las propiedades mecánicas10. ,11,12,13,14,15,16,17,18,19. Un problema relativamente grave relacionado con el efecto del calor es el fenómeno en el que se puede observar una luz azulada incluso si la lámpara todavía está brillante, como se muestra en la Fig. 1. Debido a que la tasa de decadencia térmica de la luz amarilla es más rápida que la de la luz azul , la relación de potencia de la luz azul a la amarilla (relación B/Y) aumenta significativamente, lo que hace que el color de la luz blanca de salida se vuelva más azulado (correspondiente a un valor CCT muy alto, por ejemplo, superior a 10.000 K)9. Aunque es fácil detectar la luz azulada utilizando un instrumento óptico, no es fácil percibirla con el ojo humano. Por lo tanto, una vez que se produce una fuga de luz azul, los ojos del usuario pueden quedar expuestos a una luz azulada sin ninguna señal de advertencia. La Figura 2 ilustra las características de la temperatura en condiciones normales y anormales, así como el efecto del sobrecalentamiento en la relación B/Y. Cuando se produce un sobrecalentamiento, las temperaturas de los LED pcW se vuelven mucho más altas que en condiciones normales24,25. Además, debido a la diferencia en la tasa de decadencia térmica, las relaciones B/Y en condiciones donde se produce sobrecalentamiento son mayores que en condiciones normales. La alta temperatura en el volumen del paquete de un pcW-LED podría provocar una extinción térmica del fósforo, lo que provocaría una desviación del color que induciría una fuga de luz azul. Una vez que aumenta la temperatura del fósforo, el enfriamiento térmico de la partícula de fósforo reduce la eficiencia cuántica externa, de modo que se emite menos luz amarilla y más luz azul atraviesa el volumen de fósforo. Si la gestión térmica no es lo suficientemente buena, ya no se mantendrá el equilibrio entre la luz azul y la luz amarilla en funcionamiento normal. Como resultado, inducirá una gran deriva de la CCT o incluso una fuga de luz azul en las peores condiciones26,27.

(a) El problema de la fuga azul de los diodos emisores de luz blanca convertidos en fósforo (pcW-LED) no se puede ver a simple vista, y (b) se puede observar claramente ajustando el modo de exposición de la cámara.

Ilustración de las características de calor y la relación de luz azul a amarilla (B/Y) en (a) condiciones normales y (b) condiciones de sobrecalentamiento.

Varios estudios han considerado la gestión térmica de los LED pcW20,21,22,23,24,25,26. Zhang et al. informaron sobre un nuevo fósforo azul de SrLu2O4: Ce3+ preparado mediante una reacción en estado sólido; proporcionó una alta estabilidad térmica, con el 86% de su intensidad de emisión a temperatura ambiente permaneciendo en 150 °C20. Wang y cols. informó la alta estabilidad térmica de los LED pcW que emplean vidrio dopado con Ce:YAG21. Tang y cols. propusieron un método para reducir los cambios de cromaticidad de los LED utilizando puntos cuánticos de núcleo-capa CdxZn1-xSeyS1-y @ZnS de aleación de gradiente con fotoluminiscencia mejorada de alta temperatura22. Zhao y cols. informaron que utilizan el ajuste del sustituyente Li de fósforos LED para mejorar la eficiencia, la fotoluminiscencia ajustable y la estabilidad térmica mejorada23. Yang et al. propusieron un método para estabilizar el CCT en LED pcW basado en la autocompensación entre la eficiencia de excitación y la eficiencia de conversión de los fósforos25. En otro informe, Yang et al. propuso un enfoque práctico para medir las temperaturas del fósforo en LED pcW en funcionamiento; utilizó un método de detección instantánea y sin contacto para monitorear de forma remota los espectros de emisión26. Fan et al. informó sobre una tecnología de embalaje para LED blancos de alta potencia con una capa de recubrimiento de fósforo con aislamiento térmico. La tecnología mostró un punto de saturación mucho más alto para el flujo luminoso de salida y una mejor estabilidad característica del color en condiciones de funcionamiento de alta potencia en comparación con los LED convencionales28. En general, las soluciones encontradas en la literatura se han centrado principalmente en mejorar la estabilización térmica del material de fósforo y las tecnologías de envasado. Todavía no existe un método ideal para eliminar por completo los efectos negativos del sobrecalentamiento que se produce durante el funcionamiento de los LED pcW.

En los últimos años, los informes sobre los peligros de la luz azul han indicado que la sobreexposición a una gran cantidad de luz azul y/o la exposición durante mucho tiempo a una cantidad baja de luz azul causará daños irreversibles al tejido de la retina en los ojos humanos29,30,31 ,32. Este riesgo se vuelve más peligroso si el usuario es un niño. Por lo tanto, la necesidad de una solución para prevenir o resolver el riesgo de este peligro de luz azul se ha vuelto más urgente que nunca, particularmente en el proceso de mejorar la calidad de los SSL basados en LED para una mejor calidad de vida. Además, la sobreexposición a la luz azulada es un riesgo oculto (en términos de su seguridad biológica para el ojo humano) además de incómodo en términos de visualización; En particular, cambia el período circadiano, afectando así al sueño humano. En consecuencia, se han realizado estudios para reducir los efectos negativos de la luz azul33,34,35,36.

Se debe detener el funcionamiento de una lámpara que muestre fugas de luz azul para proteger los ojos humanos de la exposición a la luz azulada. Hasta donde sabemos, no existe ningún estudio sobre cómo prevenir la fuga de luz azul de los LED pcW cuando se produce un sobrecalentamiento. En este estudio, propusimos y demostramos una solución para prevenir el problema de la fuga azul en los LED pcW. Se diseñó un circuito para detectar el sobrecalentamiento y reducir correspondientemente la corriente inyectada para los LED pcW. Como resultado, la luz blanca de salida se suprimió significativamente, lo que provocó que la lámpara se atenuara. Por lo tanto, se protegieron activamente los ojos del usuario para evitar la exposición a la luz azulada cuando se producía un sobrecalentamiento. Además, el estado de atenuación de la lámpara con la fuga de luz azul recordó al usuario que debía reemplazarla por una nueva.

En este estudio, para proporcionar una visión general de las características de una lámpara con luz azul, se generó una condición de sobrecalentamiento en los LED de pcW. Se aplicó una corriente eléctrica impulsada a 2,5 A y una disipación de calor reducida a los LED pcW de tipo Cree XML. La temperatura y las propiedades ópticas se midieron mediante un termopar tipo T y un espectrómetro, respectivamente. La configuración del experimento correspondiente y sus resultados se muestran en las Figs. 3 y 4, respectivamente. Los resultados que se muestran en la Fig. 4 indican que cuando se produce un sobrecalentamiento en los LED pcW, el efecto sobre el rendimiento del color de la luz blanca de salida es grave, incluso si la lámpara permanece brillante. El CCT aumenta desde 6500 K hasta un valor muy alto (por ejemplo, superior a 8000 K y llegando hasta 12 000 K) correspondiente al color azulado. La temperatura muestra valores en un rango de temperatura muy alto, es decir, de 180 °C a 240 °C.

(a) Configuración del experimento para probar el efecto del sobrecalentamiento. (b) Parte ampliada del rectángulo de guión verde en la foto (a).

Relación entre las propiedades ópticas y la condición de sobrecalentamiento.

En general, la relación entre los fenómenos de fuga azul y la temperatura se puede observar claramente a partir de los resultados del CCT y la temperatura. A medida que la luz blanca de salida se vuelve azulada, la lámpara no debe usarse más para evitar daños a los ojos humanos y la lámpara actual debe reemplazarse por una nueva. Por lo tanto, encontrar una manera de detener el funcionamiento de los pcW-LED cuando aparece una fuga de luz azul es una opción para prevenir los efectos negativos de la luz azul en los usuarios en un entorno iluminado.

Como la luz azulada no se detecta fácilmente una vez que aparece, basamos nuestro diseño en la relación entre la característica de temperatura y la condición de fuga azul. Usamos un sensor térmico, es decir, un termistor de coeficiente térmico positivo (PTC), para detectar la condición de sobrecalentamiento. Cuando apareció el sobrecalentamiento, el termistor PTC redujo la corriente que fluye a través de los LED pcW, provocando así la extinción del flujo de los LED pcW. La cantidad reducida de corriente eléctrica para los LED pcW se redirigió a una segunda rama que incluía diodos no radiativos y una resistencia fija. La dependencia de la temperatura del PTC se muestra en la Fig. 5a. La característica I – V del diodo no radiativo se muestra en la Fig. 5b. En la Fig. 6 se muestra un diagrama de las conexiones del circuito.

(a) Dependencia de la temperatura para la resistencia del termistor con coeficiente térmico positivo (PTC) (b) Característica I – V del diodo IN5408.

Diseño de circuito para evitar fugas de luz azul.

Las conexiones del circuito se pueden describir de la siguiente manera. La rama superior incluye el termistor PTC y los LED pcW conectados en serie. La rama inferior incluye la resistencia fija y una serie de seis diodos no radiativos (tipo IN5408). Los diodos IN5408 se seleccionaron debido a su capacidad para permitir el paso de una gran corriente eléctrica, es decir, hasta 3 A. La rama superior y la rama inferior están conectadas en paralelo. El circuito está alimentado por una corriente eléctrica constante.

Con la descripción anterior, la relación entre la corriente eléctrica y el voltaje en el circuito se puede expresar de la siguiente manera:

donde I, I1 e I2 son las corrientes eléctricas en todo el circuito, ramas superior e inferior, respectivamente. R1 es la resistencia del termistor y depende de la temperatura; R2 es la resistencia total de la resistencia fija; VD es la notación de la caída de voltaje total de los seis diodos IN5408 y VLED es el voltaje de los LED pcW. Basado en las relaciones entre las cantidades en las Ecs. (1) y (2), podemos deducir la relación de la siguiente manera:

Como se conocen los parámetros necesarios, el cambio de las corrientes I1 e I2 en cada rama corresponde al funcionamiento del termistor PTC en condiciones normales (sin sobrecalentamiento) y condiciones anormales (con sobrecalentamiento), lo que hace que este enfoque sea adecuado para simulación. . En detalle, los parámetros utilizados en la simulación incluyeron parámetros constantes y variables que se describen a continuación. Los parámetros constantes incluyeron el voltaje del pcW-LED (VLED), la resistencia de la resistencia fija (R2) y la corriente de inyección total (I), inyectada para todo el circuito. El valor de VLED utilizado en la simulación fue 3,1 V. Se supuso que la dependencia de la temperatura de VLED era despreciable. El valor de R2 utilizado en la simulación fue 1,3 Ω. La corriente de inyección total I para todo el circuito utilizado en la simulación fue de 0,5 A. Los parámetros variables incluyeron la resistencia del termistor (R1) y la caída de voltaje total de los seis diodos (VD). El valor de R1 se obtuvo de la curva dependiente de la temperatura y la resistencia que se muestra en la Fig. 5a. En la conexión del circuito se conectaron en serie los seis diodos IN5408. El valor de cada diodo se utiliza de la curva I – V del diodo IN5408, como se muestra en la Fig. 5b. El resultado correspondiente de la simulación se muestra en la Fig. 7.

Cambio de corriente en circuito versus temperatura en simulación.

El principio de funcionamiento del circuito para evitar la fuga de luz azul se puede explicar a continuación. En condiciones normales, no se produce sobrecalentamiento; por lo tanto, las temperaturas en el circuito y la región donde está conectado el termistor PTC son inferiores a 120 °C. El termistor PTC detecta este estado de temperatura y solo funciona en el modo de baja resistencia. Por tanto, no tiene ningún efecto sobre la corriente eléctrica en el circuito. En consecuencia, la corriente eléctrica sólo fluye en la rama superior y no hay flujo de corriente eléctrica en la rama inferior. En condiciones anormales, el sobrecalentamiento eleva la temperatura en el circuito y en la región donde está conectado el termistor PTC por encima de 120 °C. El termistor PTC detecta la señal del estado de sobrecalentamiento y activa rápidamente el modo de alta resistencia. La resistencia del termistor PTC aumenta exponencialmente para causar una obstrucción mayor para la corriente al pasar por la rama superior. Como resultado, el flujo de corriente en las ramas inferiores (I2) aumenta rápidamente mientras que la corriente en las ramas superiores (I1) disminuye correspondientemente. Por lo tanto, la corriente de inyección para el pcW-LED se reduce rápidamente y el flujo de salida de la luz se suprime significativamente.

Para confirmar el cambio de la corriente eléctrica a partir de la simulación, se realizó el experimento correspondiente. La Figura 8 muestra los componentes utilizados en el experimento, incluidos los LED pcW, el termistor PTC, la resistencia fija, los diodos no radiativos y el refrigerador termoeléctrico (TEC), respectivamente. El diagrama de conexión correspondiente para el experimento es similar al que se muestra en la Fig. 6, pero se agrega el TEC para calentar el termistor PTC. La configuración experimental para probar el cambio de corriente con diferentes temperaturas detectadas por el termistor PTC se muestra en la Fig. 9. Para provocar el cambio en la resistencia del termistor PTC, el termistor se calienta mediante la superficie caliente del componente TEC. La temperatura es detectada por el termopar (tipo T) ubicado muy cerca de la interfaz de la superficie caliente TEC y el termistor PTC. Se utiliza un gel de conductividad térmica con una conductividad térmica de 1,8 W/m·K para proporcionar una buena conducción térmica. El valor de temperatura se detecta en tiempo real mediante un instrumento PicoLog TC08 conectado a una computadora. La corriente eléctrica inyectada para todo el circuito (I) se mide basándose en pruebas a largo plazo del sistema de esfera integradora. La corriente eléctrica en la rama inferior (I2) se mide con un amperímetro. Se utiliza una cámara para grabar el escritorio de la computadora y la pantalla del amperímetro simultáneamente, mostrando así los cambios en los valores de temperatura y corriente eléctrica a lo largo del tiempo.

Componentes utilizados en el experimento, (a) pc-WLED, (b) termistor PTC, (c) resistencia fija, (d) diodos, (e) refrigerador termoeléctrico (TEC).

(a) Experimento configurado para probar el cambio de corriente con diferentes temperaturas detectadas mediante un termistor PTC. (b) Parte ampliada del rectángulo marcado en rojo en la foto (a).

Los resultados experimentales del cambio de la corriente eléctrica en cada rama del circuito se muestran en la Fig. 10. Cuando la temperatura es inferior a 120 °C, no hay cambios en la corriente eléctrica en cada rama, porque el termistor PTC funciona en el modo de baja resistencia. Cuando la temperatura supera los 120 °C, el termistor PTC se activa para funcionar en el modo de alta resistencia, provocando una obstrucción mayor para la corriente que pasa a través de él. La corriente eléctrica en la rama superior (I1) es por tanto redirigida hacia la rama inferior, provocando la reducción de I1 en la rama superior. El I1 reducido contribuye al aumento de la corriente eléctrica en la rama inferior (I2). Es necesario comparar la dependencia de la temperatura de la corriente eléctrica en el circuito entre los resultados de la simulación y los resultados experimentales. Basado en la comparación cualitativa entre los resultados mostrados en las Figs. 7 y 10, los resultados del experimento y la simulación muestran una gran similitud.

Cambio de corriente en el circuito versus temperatura en el experimento.

La tarea final es confirmar la extinción del flujo debido a la reducción de corriente cuando se produce un sobrecalentamiento en la conexión del circuito real. Por lo tanto, se fabricó un circuito real y se realizó el experimento correspondiente. La configuración experimental y el circuito real (este último colocado dentro de una esfera integradora) se muestran en las figuras 11a yb, respectivamente. En este experimento, el sobrecalentamiento se generó por sobremarcha en lugar de ser calentado por la superficie caliente del dispositivo TEC. La temperatura se midió en tiempo real mediante un termopar conectado a un instrumento PicoLog TC08. Las propiedades ópticas se midieron utilizando el modo de prueba a largo plazo del sistema de esfera integradora. La inyección de corriente eléctrica para todo el circuito (I) se configuró en base a un modo de corriente constante y pudo detectarse en tiempo real y extraerse de los resultados del modo de prueba a largo plazo de la esfera integradora. El valor de la corriente eléctrica en la rama que contiene la resistencia fija y los diodos no radiativos (I2) se detectó mediante un amperímetro. Se instaló una cámara para registrar el cambio de la corriente eléctrica I2 a lo largo del tiempo, así como los valores de temperatura mostrados en el amperímetro y la pantalla de la computadora.

(a) Configuración experimental. (b) La estructura se establece dentro de la esfera integradora.

Los resultados del experimento se muestran en la Fig. 12. Cuando se produce un sobrecalentamiento grave, la temperatura de la placa de LED aumenta rápidamente y el termistor PTC se calienta. Cuando la temperatura del termistor PTC excede la temperatura de trabajo del termistor PTC, el modo de alta resistencia se activa y reduce la corriente eléctrica en la rama del circuito que contiene los LED pcW (I1), como se muestra en la Fig. 12a. Simultáneamente, la cantidad reducida de corriente (I1) que se transfiere en la rama que contiene la resistencia fija y los diodos no radiativos hace que la corriente I2 aumente, como se muestra en la figura 12a. En correspondencia con la reducción de la corriente I1, el flujo luminoso se suprime significativa y rápidamente, como se muestra en la Fig. 12b. Cuando el sobrecalentamiento está bien controlado, la temperatura de la placa de LED ya no aumenta, como se muestra en la Fig. 12c.

(a) Cambio de corriente eléctrica. (b) Extinción del flujo de salida. (c) La variación de temperatura. (d) Espectros de luz de salida antes/después de que se reduzca la corriente inyectada a los LED pcW.

Para ilustrar más claramente la extinción del flujo en términos del espectro, en la Fig. 12d se muestran los espectros de la luz de salida antes y después de inyectar la corriente en los LED pcW. Los puntos de tiempo en 1 sy 83 s corresponden a los momentos en que el termistor PTC está funcionando en el modo de baja resistencia y la corriente I1 no se reduce. El espectro a 83 s es menor que el de 1 s debido al enfriamiento térmico de la luz azul y amarilla. El espectro a los 87 s muestra una supresión significativa en relación con el de 83 s. Esta extinción del espectro de salida se debe a la disminución significativa de la corriente I1, como se muestra en la Fig. 12a. Los espectros a 100 s, 201 s y 300 s, respectivamente, casi se superponen con los de 87 s, debido a que el termistor PTC continúa funcionando en el modo de alta resistencia; por tanto, I1 sigue siendo pequeño. Esto indica que el PTC funciona bien para mantener la condición de extinción del flujo.

Para garantizar aún más el funcionamiento del circuito de diseño en caso de que la temperatura se reduzca después de eliminar la condición de sobrecalentamiento. La Figura 13 muestra la configuración de este experimento, que es similar a la configuración de la Fig. 11. La superficie caliente de un dispositivo termoeléctrico (TEC) se utiliza para controlar la condición de sobrecalentamiento de la placa de circuito que contiene el termistor PTC y los LED pcW. El dispositivo TEC se opera encendiendo/apagando manualmente una fuente de alimentación exterior. La temperatura se registra mediante los termopares 1 y 2, que se encuentran cerca del termistor PTC y de los LED pcW. La Figura 14 muestra los resultados experimentales correspondientes a tres etapas: normal, sobrecalentamiento y después de eliminar la etapa de sobrecalentamiento. Los resultados muestran que, en el momento de 1370 s, la condición de sobrecalentamiento se genera al encender el TEC, lo que hace que la temperatura se eleve por encima del umbral para activar el termistor PTC para que funcione en modo de alta resistencia. Se evita que la corriente eléctrica fluya a través del termistor para inyectarse en los pc-WLED, lo que suprime el flujo luminoso de salida, como se muestra en la Fig. 14b. En el momento de 1670 s, el dispositivo TEC se apaga, la temperatura se reduce a un valor más bajo y el termistor PTC volverá al modo de baja resistencia, lo que provocará un aumento de la corriente eléctrica que pasa a través de él y se inyecta para la PC. -WLED. Como resultado, verá la recuperación del flujo de producción. En la Fig. 14c, el CCT aumenta debido al aumento de temperatura y se reduce a un valor más bajo cuando se elimina la condición de sobrecalentamiento. En resumen, gracias a las características particulares del termistor PTC, el circuito diseñado puede funcionar bien en diferentes etapas de temperatura que ocurren en el circuito.

(a) Configuración experimental para probar el funcionamiento del circuito en condiciones normales, sobrecalentamiento y después de eliminar las condiciones de sobrecalentamiento. (b) Ampliación de la línea discontinua roja del rectángulo en la foto (a).

(a) Temperatura, (b) Flujo luminoso y (c) Comportamiento de la CCT para tres etapas de condiciones normales, de sobrecalentamiento y después de eliminar las condiciones de sobrecalentamiento.

El fenómeno inevitable de fuga de luz azul en los LED pcW tiene una fuerte relación con la aparición de una condición de sobrecalentamiento. Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se propone y demuestra con éxito una solución para la prevención de fugas de luz azul para LED pcW impulsados por una fuente de alimentación de corriente eléctrica constante. Se diseñó un circuito en el que se utilizó el termistor PTC como sensor térmico para detectar el sobrecalentamiento (que puede generar la condición de fuga de luz azul). Cuando aparece una señal de sobrecalentamiento, la fuga de luz azul se puede prevenir de manera efectiva activando un modo de trabajo binario correspondiente al termistor PTC (correspondiente a las condiciones normales y de sobrecalentamiento). Después de activarse, el modo de baja resistencia cambia al modo de alta resistencia, lo que lleva a una rápida reducción de la corriente eléctrica inyectada a los LED. Por lo tanto, el flujo luminoso de salida correspondiente se puede suprimir significativamente, evitando que los ojos del usuario queden expuestos a una luz azulada. Como resultado, la lámpara se vuelve más tenue. Además, el estado más tenue de la lámpara también recuerda al usuario que la lámpara con fuga de luz azul debe ser reemplazada. La solución no sólo es importante para la seguridad biológica de las personas, sino también para aumentar la calidad de la iluminación mediante LED pcW en el campo de SSL. Además de las ventajas de su bajo costo, simplicidad y efectividad, este circuito se puede integrar fácilmente en componentes LED debido a su simplicidad.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado.

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Esta investigación fue otorgada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán con el Contrato No. 109-2221-E-008-087-MY2.

Departamento de Óptica y Fotónica, Universidad Nacional Central, ChungLi, 32001, Taiwán

Ching-Cherng Sun, Quang-Khoi Nguyen, Shih-Kang Lin, Chi-Shou Wu, Tsung-Hsun Yang y Yeh-Wei Yu

Departamento de Electrofísica, Universidad Nacional Yang Ming Chiao Tung, HsinChu, 30010, Taiwán

Sol Ching-Cherng

Instituto de Graduados en Tecnología de Iluminación y Color, Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán, Taipei, 10607, Taiwán

Tsung-Xian Lee

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El concepto y diseño del estudio estuvieron a cargo del líder del equipo CCS; el experimento fue realizado por QKN; Discusión con SKL, CSW, TXL, THY y YWY; QKN escribió el manuscrito y CCS fue el autor correspondiente.

Correspondencia a Ching-Cherng Sun.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Sun, CC., Nguyen, QK., Lee, TX. et al. Fusible térmico activo para detener la fuga de luz azul de diodos emisores de luz blanca impulsados por corriente constante. Informe científico 12, 12433 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16587-4

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Recibido: 01 de mayo de 2022

Aceptado: 12 de julio de 2022

Publicado: 20 de julio de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16587-4

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