簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 張頡榮
Jie-Jung Chang
論文名稱: 數位可控電流高功率因數LED照明驅動器之研製
Design and Implementation of a High-Power-Factor Digitally-Controlled LED Lighting Driver
指導教授: 劉益華
Yi-Hua Liu
口試委員: 王順忠
Shun-Chung Wang
邱煌仁
Huang-Jen Chiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 無頻閃LED驅動器LED照明數位調光
外文關鍵詞: Non-Flicker LED Driver, LED Lighting, Digital Dimming
相關次數: 點閱:299下載:2
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

現今白色發光二極體(White LED, WLED) 已被廣泛應用於顯示器之背光模組以及一般照明應用。雖然LED可工作於低壓的直流電壓,但在應用於一般照明時其輸入電壓通常需為通用的交流市電電壓。目前LED照明應用以單級高功率因數及定電流控制方式為主流,但因單級高功率因數的控制方式及LED特性,產生了市電的兩倍頻閃爍問題。
本文提出單級高功率因數、無市電閃爍之WLED照明驅動系統,其以返馳式轉換器為主要架構,並加入一穩定電流線路來實現,所提系統具有低成本及線路簡單等優點。此外,本系統亦加入以藍芽通訊介面為基礎之數位控制功能以達到調光目的。本文將詳細介紹此驅動系統之硬體與韌體架構,最後由實驗結果驗證本文所提驅動系統之正確性。


Nowadays, white LED (WLED) is widely used in backlight modules of LCD displays as well as general lighting applications. Although LEDs can be operated from a low-voltage DC supply, the LED lamps typically have to operate from a universal AC input for general lighting applications. Therefore, an AC–DC converter is required. Typically, a single-stage power factor correction (PFC) circuit is adopted in LED lighting applications. However, PFC circuits induce twice-line-frequency light flicker.
In this thesis, a single-stage high power factor WLED driving circuit which minimize the light flicker is proposed, the presented driver is a flyback converter based solution with an additional constant current regulator. Hence, it features the advatages such as low cost and simple structure. Moreover, a digital control circuit will be added to dim the LED via the Bluetooth wireless network. The hardware and firmware of the presented driving system will firstly be described in detail in this thesis. Next, experimental results will be provided to validate the correctness of the proposed circuit.

摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 論文大綱 3 第二章 LED特性與基本驅動原理介紹 4 2.1 LED 介紹 4 2.1.1 LED 發光原理 5 2.1.2 LED 光源種類 5 2.1.3 LED基本電氣特性 7 2.2 LED驅動技術與原理介紹 11 2.2.1 LED定電流驅動電路技術 14 2.2.2目前主流LED照明驅動電路介紹 15 2.2.3高功率因數LED照明驅動電路頻閃問題 20 第三章 硬體電路設計 21 3.1 功率因數修正器 21 3.1.1 主動式功率因數修正器 23 3.1.2 返馳式高功率因數修正器 24 3.1.3 DCM返馳式功率因數修正器分析 26 3.2 定電流控制器 27 3.3 高功率因數無市電頻閃之電路設計 30 3.3.1 電路動作分析 33 3.3.2 電路設計 35 3.4 小結 38 第四章 可控電流高功因無頻閃LED照明驅動電路韌體架構 39 4.1 數位控制器dsPIC33FJ16GS502簡介 39 4.2數位可變電阻器及藍芽模組簡介 41 4.3數位控制系統 43 第五章 實驗波形數據結果 45 5.1 LED規格與驅動電路輸出規格 45 5.2 實作電路結果與波形量測 45 第六章 結論與未來研究方向 56 6.1結論 56 6.2未來研究方向 56 參考文獻 57

[1] 黃孟嬌,「全球LED元件市場發展趨勢」,IEK 工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)能源組,2014年5月。
[2] 周志敏,周紀海,紀愛華,「LED驅動電路設計與應用」,五南圖書出版股份有限公司,2008年。
[3] 郭浩中、賴芳儀、郭守義,「LED原理與應用」,五南圖書出版股份有限公司,2012年。
[4] CREE, “XLamp XT-E Series” Data sheet, April 2011.
[5] Dave Neal, ”Inside an AC LED Module-How Acrich2 Modules Operate” , Seoul Semiconductor, August 2013.
[6] O2 Micro, “LED Driver Controller With Power Factor Correction” Data sheet, OZ8022V, June 2011.
[7] Silergy Corp.,”Single Stage Flyback And PFC Controller With Primary Side Control For LED Lighting”, Data sheet, SY5830, June 2013.
[8] Himax analogic , “None Flicker LED Controller with Active PFC,” Data sheet, HA6007, July 2014.
[9] Microchip Technology Inc.,” dsPIC33FJ06GS101/X02 and dsPIC33FJ16GSX02/X04,”Available: http://www.microchip.com.
[10] Microchip Technology Inc., ”7/8-Bit Single/Dual I2C Digital POT with Volatile Memory, MCP453X/455X/463X/465X, ” Available: http://www.microchip.com
[11] STMicroelectronics, ”Design Equations of High-Power-Factor Flyback Converters Based On The L6561,” Application Note, AN1059, September 2003.
[12] Fairchild Semiconductor, ”High-Power Factor Flyback Converter for LED Driver with FL7732 PSR Controller,” Application Note, AN-9750, January 2012.
[13] CREE, “Direct Attach DA3547 LEDs” Data sheet, April 2010.
[14] 王順忠,「電力電子學」,東華書局,1998年。
[15] 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,2006年。
[16] 金純、許光辰、孫睿,「BLUETOOTH TECHNOLGY 藍芽技術」,五南圖書出版股份有限公司,2002年3月。
[17] ZENA Wireless Network Analyer User’s Guide, Microchip Technology Inc., 2007.
[18] 黃彬華,「深入淺出Android系統原理及開發要點」,博碩文化股份有限公司,2010年10月。
[19] 黃彬華,「Android 4.X APP開發教戰手冊」,碁資訊股份有限公司,2012年8月。
[20] 江建成,「單級功因修正返馳式電源轉換器之製作」,國立中山大學電機工程系碩士論文,民國96年。
[21] 周棟國,「單級降壓式功因修正轉換器之探索」,國立中央大學電機工程系碩士論文,民國97年。
[22] 楊宗振,「紅綠藍光二極體背光驅動技術之研究」,國立台灣科技大學電機工程系博士學位論文,民國101年。
[23] 金浩瑋,「數位可控電壓LLC諧振轉換器之研製」,國立台灣科技大學電機工程系碩士學位論文,民國101年。

無法下載圖示 全文公開日期 2021/02/16 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
QR CODE