| 姓名 |
林家南(Chia-nan Lin)
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畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
脈波寬度調變驅動白光LED之發光效率分析
(Analysis for luminous efficiency of white LEDs with Pulse Width Modulation)
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| 檔案 |
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| 摘要(中) |
本研究為研究一套PWM（Pulse Width Modulation）調光技術驅動白光LED之發光效率分析系統，此系統可應用於LED各種背光模組上，一般被廣泛使用之固態照明設備驅動電路為供應直流電源和交流電源驅動，為了提高 LED發光效益，我們設計可調變之PWM脈波電路驅動LED。
PWM調光技術驅動白光LED之發光效率分析系統是依照發光二極體特性設計出的驅動電路，目的為提高白光LED亮度，本系統是利用PWM脈波供應白光LED更高的正向電流驅動發光，此方法所驅動白光LED可在相同功率時，其亮度大於一般由直流電路驅動時之LED照度。系統以PWM脈波驅動電路持續供應定電流脈衝，控制脈波的頻率高於閃光臨界融合頻率，人眼將無法辨識出閃光變化，調整脈波寬度於整個週期所占的比例，LED的平均照度也隨之改變，經由量測數據得出最佳負載週期 (duty cycle)及頻率，使用此方法驅動可提高LED發光效率。
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| 摘要(英) |
This thesis seeks to research an “analysis for luminous efficiency of white LEDs with pulse width modulation” system, the system used in all kinds of backlight module, Solid State Lighting apparatus which general used in lighting is driven by DC and AC power supply, in order to improve the luminous efficiency, we design the pulse-width modulation (PWM) circuit to drive the LED.
Circuit design of “analysis for luminous efficiency of white LEDs with pulse-width modulation” system in accordance with the characteristics of light-emitting diode, with the objective to improve the brightness of white LED, this system use PWM pulse to supply of a higher forward current to drive white LED, use this method to drive a white LED in same power can get higher brightness better then driven by DC power supply. This system use PWM dimming method driving LED with constant current, control the frequency of PWM pulse below the critical flicker fusion frequency, then the flashing points of light can’t be aware by human, adjust the proportion of the entire cycle then LED average illumination also changes. Measurement data obtained by the best duty cycle and frequency, use this method to drive a white LED can get higher brightness.
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| 關鍵字(中) |
★ 發光二極體
★ 驅動電路
★ 脈衝寬度調變 |
關鍵字(英) |
★ LED
★ pulse width modulation
★ driver |
| 論文目次 |
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究方法 2
1.3研究貢獻 4
1.4論文架構 5
第二章 理論背景 6
2.1 LED發光原理 6
2.2 LED驅動電路技術介紹 9
2.2.1按照LED驅動電路驅動方式分類 9
2.2.2按照LED驅動電路結構方式分類 10
2.3.1白光LED光源製作方式 12
2.3.2白光LED發光強度與電流的關係 15
2.3.3白光LED溫度對正向電流的影響 15
2.4白光LED之PWM驅動電路 17
2.4.1 PWM的工作原理 17
2.4.2 PWM驅動白光LED 21
第三章 系統架構與硬體電路 23
3.1 系統架構 23
3.2 系統流程圖 25
3.3脈波寬度調變驅動電路裝置 26
3.3.1脈波調變控制電路裝置 26
3.3.2定電流驅動電路裝置 32
3.4量測設備裝置 36
3.4.1熱電偶 36
3.4.2 TES-1336A數位照度計 38
3.4.3實驗用白光LED 39
3.5 資料擷取與分析裝置 41
3.5.1 National Instrument DAQ 9211資料擷取器 41
3.5.2 LabVIEW電腦介面 42
第四章 實驗結果 44
4.1脈波寬度調變電路信號實際量測 44
4.1.1 Keil C51模擬脈波於406.835Hz輸出信號 46
4.1.2 Keil C51模擬脈波於945.18Hz輸出信號 47
4.1.3 Keil C51模擬脈波於4201.68Hz輸出信號 48
4.2控制脈波寬度驅動白光LED量測 49
4.2.1平均電流10mA之PWM信號驅動5mm白光LED 49
4.2.2平均電流20mA之PWM信號驅動5mm白光LED 50
4.2.3平均電流30mA之PWM信號驅動5mm白光LED 51
4.2.4不同頻率及Duty Cycle對亮度之影響 52
4.2.5平均電流660mA之PWM信號驅動3W白光LED 55
4.2.7最大電流1000mA之PWM信號驅動3W白光LED 58
第五章 結論與未來展望 60
5.1結論 60
5.2未來與展望 63
參考文獻 64
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| 參考文獻 |
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[17] 蕭子健，王智昱，儲昭偉著，“LabVIEW進階篇”，高立圖書出版，民國八十八年。
[18] 林明德，“高功率 AC LED 交流電壓驅動特性研究”，國立中央大學光電科學研究所碩士論文，民國九十六年。
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| 指導教授 |
張榮森(Rong-seng Chang)
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審核日期 |
2011-7-12 |
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