| 研究生: |
莊凱程 kai-cheng chuang |
|---|---|
| 論文名稱: |
單級高功因轉換器於LED球泡燈電源設計與實現 Design and Implementation of Single-stage High Power Factor Converter with LED Bulb Power |
| 指導教授: |
徐國鎧
Kuo-Kai Shyu |
| 口試委員: | |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
資訊電機學院 - 電機工程學系在職專班 Executive Master of Electrical Engineering |
| 畢業學年度: | 99 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 72 |
| 中文關鍵詞: | 積分球量測系統 、LED 、單級返馳式轉換器 、流明 |
| 外文關鍵詞: | Fly-back converter, Lumen, light emitting diode, Integrating sphere measurement system |
| 相關次數: | 點閱:16 下載:0 |
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本論文目的在設計LED球泡燈模組之光電系統,並設計符合安規的隔離式高功率因數之LED球泡燈電源。
此外,在設計一個LED燈板前,先利用軟體模擬排列如何可以達到預定的流明值,再算出LED所需的數量,並採定電流方式驅動LED,此方式可以亮度穩定及避免LED壽命減損。並利用光學軟體Trace Pro 模擬出表面光源特性,以計算LED球泡燈的流明值與照度值。
透過單級馳返式架構,以及在ㄧ次側回授控制LED電流,減少光耦合零件,和二次側電流控制電路零件,以提昇整體效率。最高能量轉換效率為88%,且其具有功率因數校正能力,使功率因數能達到0.97,以達到節能減碳、減少能源的消耗。
最後利用積分球去驗證LED球泡燈,實際的流明、色座標、演色性指數(Ra)、光譜圖等參數。本論文利用實際一個7W的電源跟LED燈板,做出LED球泡燈,實驗的結果;總流明達到639 lm,而整體含電源的每瓦發光效率可高達89 lm/W,可達到要取代的目標,60W鎢絲燈泡,光通量610 lm,每瓦發光效率為10.172 lm/W。
This thesis designs an electro-optic system based on light emitting diode (LED) bulbs. If also designs isolated-type LED bulb drive circuits with high power factor.
Additionally, software simulations are performed first to determine the number of LEDS of a bulb. Such that the LED bulb could meet the desired lumen value. LEDS are driven by constant current control. The drive method provides constant brightness and longer life time. Moreover, optical software Trace Pro is used to simulate optical characteristics of optical source so that the lumen value and illumination intensify of LED bulb could be obtained.
Through single stage fly-back structure and current feedback from the primary side, the drive circuit could be dramatically simplified. In this case, the overall every conversion efficiency is increased. The highest conversion efficiency is 88%. In addition, the power factor reaches 0.97 due to the power factor correction.
Finally, and integration sphere system is used to measure LED bulb parameters like lumen, colors coordinate, light spectrum, etc. An 7w LED bulb is realized. Experimental results show that the LED bulb has 639 lumen and high conversion efficiency 89 lumen/W. These data also show that the designed LED bulb could be used to replace the traditional 60W bulb with 610 lumen and conversion efficiency 10.172 lumen/W.
參考文獻
[1] 2010年能源產業技術白皮書,第三篇我國重點能源產業技術發展動向與策略。
[2] 黃孟嬌,「LED照明市場發展動向與挑戰」,工業技術研究院講義。
[3] 李農、楊燕編譯,LED照明手冊,全華科技圖書,2010年6月。
[4] 馬小康,「台灣LED照明光電產業未來發展契機與瓶頸」座談會,國立台灣大學機械工程研究所,2008年12月。
[5] 郭浩中、賴芳儀、郭守義 著,LED原理與應用」,五南圖書,2009年6月。
[6] 周志敏、周紀海、紀愛華 編著,LED驅動電路設計與應用,五南圖書,2008年2月。
[7] 王文勳,“手機LED閃光燈照度均勻設計與研究”,國立中央大學,碩士論文,民國94年6月。
[8] D.S. Falk, D. R. Brill, and D.G. Stork,“Seeing the Light:Optis in Nature,
Photography, Color, Vision, and Holography”, John Wiley and Sons, New York, 1986.
[9] 林維屏,“LED光源新式應用之研究”,國立中央大學,碩士論文,民國95年6月。
[10] J. Guild,“The Colorimeteric Properties of the Spectrum”, Philos. R. Soc. London, Ser. A, Vol. 230, pp. 149-187, 1931.
[11] K. R. Gegenfurtner, L. T. Sharpe,“Color vision : from genes to perception”, Cambridge University Press, U.K. ; New York, 1999.
[12] G.Wyszecki, W. S. Stiles,“Color Science”, 2nd Edition, John Wiley & Sone,New York,1982.
[13] 蕭弘清,「LED照明光源的發光原理」,國立台灣科技大學講義。
[14] Steve Winder 編,陸瑞強 譯,高功率LED驅動電路設計與應用,五南圖書,2010年5月。
[15] 訊技科技股份有限公司 編著,Trace Pro快速學習手冊,五南圖書,2009年12月。
[16] 孫國清 著,聚碳酸酯(PC)樹脂的應用 = 市場與發展策略,工業技術硏究院化學工業硏究所,民國74年。
[17] 王榕朗,“以太陽能供電之LED照明系統之研製”,國立東華大學,碩士論文,民國97年7月。
[18] 朱柏光,“可偵測間距與負載之單級高功因非接觸供電系統”,國立中央大學,碩士論文,民國96年7月。
[19] 宋自恆、林慶仁,「功率因數修正電路之原理與常用元件規格」 ,新電子科技雜誌第217 期.2004 年4 月。
[20] 吳東益,“以LMI為基礎的主動式電力濾波器之T-S模糊控制器設計”,國立中央大學,碩士論文,民國96年7月。
[21] 林伯仁 校訂,交換式電源供應器設計與最佳化,全華科技圖書,2007年3月。
[22] 劉正宏,“單級高功因LED緊急照明燈之電源驅動研製”,國立雲林科技大學,碩士論文,民國97年7月。
[23] A.J. Calleja, J,M. Alonso, E. Lopez, J.A Martinez, and M. Rico-secades,“Analysis and Experimental Results of a Single-stage High-power-factor Electronic Ballast Based on Flyback Converter,”IEEE Transactions on Power Electronics, Vol 14, No 6, pp.998-1006, 1996.
[24] L. Huber, J. Zhang, M. M. Jovanovic, and F. C. Lee,“Generalized Topologies of Single-stage Input-current-shaping Circuits,”IEEE Trans. on Power Electronics, Vol 16, No 4, pp.508-513,2001.
[25] R. Redl, L. Balogh, and N. O. Sokal,“A New Family of Single-stage Isolated Power-factor Correctors with Fast Regulation of the Output Voltage,”Proc. of IEEE PESC‘94, pp.1137-1144, 1994.
[26] 梁適安,交換式電源供給器之理論與實務設計,全華科技圖書,2001年9月。
[27] 社團法人 照明學會 編,李農、楊燕譯,照明手冊第二版,全華科技圖書,2006年10月。