、線上人數：54

、訪客IP：3.17.179.132

姓名

王肇緯(Chao-Wei Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

相關論文

★ 機場地面燈光更新工程 -以桃園國際機場南邊跑滑道為例	★ 多功能太陽能微型逆變器之研製
★ 應用於儲能系統之智慧型太陽光電功率平滑化控制	★ 利用智慧型控制之三相主動式電力濾波器的研製
★ 應用於內藏式永磁同步馬達之智慧型速度控制及最佳伺服控制頻寬研製	★ 新型每安培最大轉矩控制同步磁阻馬達驅動系統之開發
★ 同步磁阻馬達驅動系統之智慧型每安培最大轉矩追蹤控制	★ 利用適應性互補式滑動模態控制於同步磁阻馬達之寬速度控制
★ 具智慧型太陽光電功率平滑化控制之微電網電能管理系統	★ 高性能同步磁阻馬達驅動系統之寬速度範圍控制器發展
★ 智慧型互補式滑動模態控制系統實現於X-Y-θ三軸線性超音波馬達運動平台	★ 智慧型同動控制之龍門式定位平台及應用
★ 利用智慧型滑動模式控制之五軸主動式磁浮軸承控制系統	★ 智慧型控制雙饋式感應風力發電系統之研製
★ 無感測器直流變頻壓縮機驅動系統之研製	★ 應用於模組化輕型電動車之類神經網路控制六相永磁同步馬達驅動系統

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本文主要針對可調光LED照明系統設計一個電源轉換器，採用兩級式設計，以邊界導通模式升壓型功因修正電路做為前級穩壓器，後級為準諧振返馳式轉換器來減少開關切換損失，提高轉換效率。
目前因為泛用電壓的要求導致在電源設計時，DC BUS電壓較高，這樣會使低電壓輸入時，前級PFC會產生較大的切換損失，所以本論文前級主動功因修正電路具有輸出電壓調節功能，在低電壓輸入時，會有較低的PFC輸出電壓，來減少前級的切換損失。當輸出功率需求下降時，主動式PFC的切換損失將導致輕載效率較差，所以本論文PFC在輕載時關閉PFC功能，使整體效率提升。後級採用具有電壓波谷切換特性的準諧振返馳式轉換器，可以有效降低切換損失及雜訊，同時保有返馳式轉換器拓樸架構簡單、低成本的優點。
本文並發展了一RGB LED混光電路作為LED驅動器負載，利用MCU透過SPI通訊協定，將調光資料傳送至RGB混光IC調整RGB LED亮度，以產生輕重載變化，來驗證本文LED驅動電路之設計。並藉由模擬軟體SIMetrix/SIMPLIS建構LED驅動IC模型，並進行電路行為模擬，以利電路分析。最後實做一台輸入功率100W具主動功因調節LED電源轉換器，其交流輸入範圍90Vac至264Vac，最高功因可達0.99，輕載效率可達88% 。

摘要(英)

This thesis mainly designs a power supply converter for the dimmable LED lighting system. Based on the two-stage design, it takes boost power factor correction (PFC) circuit in boundary conduction mode as the front stage voltage stabilizer and quasi resonant flyback converter as the rear stage to reduce switching loss and improve conversion efficiency.
At present, the requirement of universal voltage results in high DC bus voltage in the design of power supply, which makes the PFC generating more switching loss in low voltage input. Therefore, the active power factor correction circuit in the front stage developed in this thesis has the function of adjusting output voltage. That is to say, lower PFC output voltage in low voltage input can reduce the switching loss in the front stage. On the other hand, when the demand for output power decreases, the switching loss of the PFC will result in poor light load efficiency. Therefore, in this thesis, the PFC function is shut down when it is in light load to improve the overall efficiency. In addition, the rear stage adopts quasi resonant flyback converter featured in switching of voltage valley, which can reduce the switching loss and the noise effectively with the advantages of simple topology framework and low cost.
This thesis also develops an RGB LED color-mixing circuit as the load of the LED drive. In order to verify the design of LED drive circuit with changing load, it utilizes a microcontroller to transmit dimming data to an RGB color-mixing IC through SPI communication to adjust the RGB LED luminance. Moreover, the simulation software SIMetrix / SIMPLIS is utilized to establish the IC model of LED drive and to simulate the circuit behavior for circuit analysis. Finally, an LED power supply converter with input power of 100W and active power factor adjustment is manufactured with AC input range 90Vac-264Vac, highest power factor 0.99, and light load efficiency 88%.

關鍵字(中)

★ 主動功因修正電路
★ 準諧振返馳式轉換器
★ LED混光電路

關鍵字(英)

★ active power factor correction circuit
★ quasi resonant flyback converter
★ LED color-mixing circuit

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 1
1.3 研究動機與目的 3
1.4 論文大綱 4
1.5 本文貢獻 4
第二章 LED照明簡介 6
2.1 前言 6
2.2 照明技術基本介紹 7
2.3 LED基本介紹 9
2.3.1 LED發光原理 9
2.3.2 LED電氣特性 12
2.4 LED驅動器拓樸架構 14
2.4.1 前言 14
2.4.2 直流驅動電路種類 14
2.4.3 交流驅動電路種類 16
第三章功率因數修正及返馳式電路拓樸說明 18
3.1 前言 18
3.2 功率因數之定義 18
3.3 功因修正電路簡介 20
3.3.1 連續導通模式功因修正電路分析 22
3.3.2 不連續導通模式功因修正電路分析 26
3.4 返馳式轉換器基動作原理 28
3.4.1 返馳式轉換器連續導通模式分析 30
3.4.2 返馳式轉換器不連續導通模式分析 33
3.4.3 準諧振返馳式轉換器動作原理 34
第四章具功因調節LED驅動轉換器與控制器架構 38
4.1 簡介 38
4.2 本文所採用電路架構說明 40
4.4.1 LED驅動IC介紹 40
4.4.2 本文所採用PFC電路架構說明 45
4.4.3 本文所採用Flyback電路架構說明 48
4.3 LED控制電路介紹 52
4.3.1 LED通訊協定介紹 52
4.3.2 dsPIC30F4011微控制器簡介 53
4.3.3 RGB LED 控制電路介紹 58
第五章實體電路設計與實驗結果 63
5.1 設計規格 63
5.2 本文所研製電路架構參數設計 65
5.3 PFC實作波形量測 70
5.4 返馳式(Flyback)轉換器實測波形 75
5.5 系統效率及功率因數量測 78
第六章結論與未來展望 82
6.1 結論 82
6.2 未來展望 83
參考文獻 84

參考文獻

[1]　黃琪鈞、李麗玲，國內商業照明空間之節能分析與現況整理，能源節約技術報導，48期，2003。
[2]　郭玉萍等著，照明產品省能策略推動，照明學刊，24期，2卷，44-52頁，2007。
[3]　吳英秦，陳志維，LED產業在半導體照明應用上發展的關鍵因素研究，第三十屆電力工程研討會，2009。
[4]　C. Farcas, N. Palaghita, I. Ciocan, A. Cozma, and A. Tulbure, “A new forward　based converter with power factor correction,” in Proc. IEEE SIITME 19th International Symposium, pp. 89-94, 2013.
[5]　Y. M. Chen, Y. M. Cheng, and T. J. Linag, “A high power factor　AC/DC/AC converter using the valley-fill filter,” in Proc. IEEE PEDS’98, pp. 207-212, 1998.
[6]　B. Wang, X. Ruan, K. Yao, and M. Xu, “A method of reducing the peak-to-average ratio of LED current for electrolytic capacitor-Less AC–DC drivers,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 25, no.3, pp. 592-601, 2010.
[7]　R. N. do Prado, Saul A. Bonaldo, M. C. Moreira, and D. L. R. Vidor, “ Electronic ballast with a high power factor for fluorescent lamps,” in Proc. IEEE PESC’96 Conf., vol. 2, pp. 1215-1220, 1996.
[8]　黃衍晨，具主動功因調節之LED驅動器研製，國立中央大學電機工程學系，碩士論文，2013。
[9]　陳鴻興，基礎色彩再現工程，全華圖書科技股份有限公司，2004。
[10]　劉如熹，白光發光二極體製作技術，全華圖書科技股份有限公司， 2012。
[11]　林士凱，辦公室照明燈具性能與節能效益研究，國立台灣科技大學電機工程學系，碩士論文，2009。
[12]　李農、楊燕編譯，LED 照明手冊第二版，全華出版社，2012。
[13]　劉如憙、王健源，白光發光二極體製作技術－21世紀人類的新曙光，全華出版社，2001。
[14]　旭明光電，P2O LED datasheet，http://www.semileds.com。
[15]　點晶科技，DD311 datasheet，http://www.siti.com.tw/。
[16]　梁適安編譯，交換式電源供給器之理論與實務設計，全華科技圖書，2004。
[17]　A. I. Pressman, “Switching Power Supply Design” Second Edition, McGraw-Hill, 1998.
[18]　M. S. Lin, and C. L. Chen, “A LED driver based on pulse current modulator,” in Proc. IEEE APEC’11 Conf., pp. 2054-2058, 2011.
[19]　K. C. Wu, Switch-Mode Power Converters Design and Analysis, Elsevier Academic Press, 2006.
[20]　Y. Hu, and M. M. Jovanovic, “A new current-balancing method for paralleled LED strings,” in Proc. IEEE APEC’11 Conf., pp. 705-712, 2011
[21]　Mohan, Undeland, Robbins原著；江炫樟/編譯，“電力電子學”，第三版，台北，全華圖書，2003。
[22]　B. Lu, R. Brown, and M. Soldano, “Bridgeless PFC implementation using one cycle control technique,” in Proc. IEEE APEC’05 Conf., pp. 812-817, 2005.
[23]　J. Chen, R. Erickson, and D. Maksimovic, “Averaged switch modeling of boundary conduction mode DC-to-DC converters,” in Proc. IEEE IECON’01, Vol. 2, pp. 844-849, 2001.
[24]　J. Sebastian, M. Jaureguizar, and J. Uceda, “An overview of power factor forrection in single phase off-line power supply system,” in Proc. IEEE IECON’94 , pp. 1688-1693, 1994.
[25]　廖曉慧，以數位信號為基礎的功因校正電路之研製，國立台灣科技大學電機工程學系，碩士論文，2007。
[26]　楊鎮豪，定電流輸出之交錯式功率因數修正器研製，國立台北科技大學電機工程學系，碩士論文，2009。
[27]　鄭凱方，主動式功因修正電路模型設計與建立，國立中山大學電機工程學系，碩士論文，2005。
[28]　D. Gacio, J. M. Alonso, J. Garcia, L. Campa, M. Crespo, and M. Rico-Secades, “High frequency PWM dimming technique for high power factor converters in LED lighting,” in Proc. IEEE APEC’10 Conf., pp. 743-749, 2010.
[29]　S. Singh, G. Bhuvaneswari, and B. Singh, “A power factor corrected two stage switched mode power supply,” in Proc. IEEE International Conference on PEDES’12, pp.1-6, Dec. 2012.
[30]　J. Zhang, M. M. Jovanovic, and F. C. Lee, “Comparison between CCM single-stage and two-stage Boost PFC converters,” in Proc. IEEE APEC’99 Conf., pp.335-341, 1999.
[31]　Y. Chen , F. C. Lee , L. Amoroso, and H. Wu, “A resonant MOSFET gate driver with efficient energy recovery,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 19, no. 2, pp. 470-477, 2004.
[32]　A. E. Aroudi, M. Orabi, R. Haroun, and L. Martinez-Salamero, “Asymptotic slow scale stability boundary of PFC AC-DC power converters: Theoretical Prediction and Experimental Validation,” IEEE Trans. on Industrial Electronics, pp. 1-13, 2010.
[33]　B. Yuan, G. Yin, J. Bao, A. J. Zhang, and X. Yang, “Hybrid PFC circuit for wide load range high efficiency server power supply unit,” IEEE INTELEC’10, pp. 1-4, 2010.
[34]　S. H. Tang, D. Chen, C. S. Huang, C, Y. Liu, and K. H. Liu, “A new on-time adjustment scheme for the reduction of Input current distortion of critical-mode power factor correction Boost converters,” in Proc. IEEE IPEC., pp. 1717-1724, 2010.
[35]　吳義利，切換式電源轉換器原理與實用設計技術(實例設計導向)，文笙書局，2012。
[36]　姚宇桐，石進名，高效率薄型化之LED電源轉換器，第三十一屆電力工程研討會，2010。
[37]　陳家麟，具功率因數修正器關閉之主動箝位返馳式轉換器研製，國立台灣科技大學電機工程學系，碩士論文，2009。
[38]　陳彥捷，雙模式控制返馳式轉換器最佳化設計，國立台灣科技大學電機工程學系，碩士論文，2011。
[39]　ST Microelectronics,” L6561, enhanced transition mode power factor corrector ,” Application Note, http://www.st.com/web/en/home.html.
[40]　MPS, ” Design Guidelines for Quasi-Resonant Flyback Converters Using HFC0100, ” Application Note, http://www.monolithicpower.com.
[41]　Fairchild,”Int egrated Critical Mode PFC / Quasi-Resonant Current Mode PWM Controller FAN6921 ,” Application Note,www.fairchildsemi.com.
[42]　通嘉科技，Datasheet IC LD7790，http://www.leadtrend.com.tw/。
[43]　點晶科技，Datasheet IC DM413，http://www.leadtrend.com.tw/。
[44]　Microchip，Datasheet dsPIC30F4011，http://www.microchip.com/。
[45]　曾百由，數位訊號控制器原理與應用，益眾出版社，2009。

指導教授

林法正

審核日期

2015-8-14

推文