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研究生: 廖盈達
YING-DA LIAO
論文名稱: 應用混光技術於螢光燈模擬日光之研究
Study and Implement of Sunlight Simulation Based on Mixing Technique by Fluorescent Lamp light sources
指導教授: 蕭弘清
Horng-Ching Hsiao
口試委員: 周錦惠
Jin-Huei Jhou
廖峻慶
Chun-Ching Liao
陳在相
Tsai-Hsiang Chen
黃忠偉
Jong-Woei Whang
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 螢光燈電子安定器色溫度
外文關鍵詞: fluorescent lamp, electronic ballast, color temperature
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本研究主旨在開發及研製一個螢光燈混光系統,藉由兩不同色溫之螢光燈管所組成的照明燈具,透過數位控制方式調整其配光比例,可精準地展現出各種色溫度,使輸出光色可接近自然光色溫,同時可模擬白天時之色溫變化。本研究首先使用混光方程式來計算兩不同色溫螢光燈光通量之權重比,基於上述結果所構成之驅動電路搭配數位信號處理器(DSP),依配光比透過可調光電子安定器,可達到控制各螢光燈色溫發光強度而完成混光之要求。研究中使用全數位光源量測系統,量測驗證實際光譜分布範圍及色溫,研究成果可供作為符合更人性化之優質照明光環境規劃及燈具開發之參考。


The thesis is devoted to research and implement an better optical illuminant with specified correlated color temperature (CCT) by mixing up the individual light output from different fluorescent lamp light sources. By adjusting the different light weighting of fluorescent lamps, one is able to develop an illuminant which will produce a light vission very similar to natural daylight. The research uses the color-of-gravity law of color mixture to calculate the flux weights for different fluorescent lamps. Based on the calculation results, a digital signal processor (DSP) was adopted to modulate the dc-voltage of dimming electronic ballast to get different weights. A protocal type illuminant was constructed and measured by digital lighting measuring equipment to evaluate and certify the practice of the algorithm proposed. The results showed the effectiveness of CCT correction technique for lighting environment and were valuable for developing a more friendly comfortable illuminment.

中文摘要i ABSTRACTii 誌謝iii 目錄iv 圖表索引vii 第一章 緒論1 1.1 研究背景1 1.2 研究動機與目的2 1.3 文獻回顧2 1.4 研究流程與方法3 1.5 章節概述4 第二章 螢光燈光學特性6 2.1 螢光燈管構造與發光原理6 2.2 螢光燈氣體放電發光過程7 2.3 螢光燈管伏安特性曲線8 2.4 燈管操作頻率與照明效率11 2.5 螢光燈光源實測12 2.5.1 積分球介紹12 2.5.2 PMS-50光譜分析系統12 2.5.3 螢光燈光源量測系統之建立13 2.5.4 螢光燈之選用及螢光燈參數量測14 第三章 光與色彩概說17 3.1 光源概論17 3.2 光源指標概說19 3.2.1 光通量(Luminous Flux)19 3.2.2 光度(Luminous Intensity)20 3.2.3 輝度(Brightness)20 3.2.4 照度(Illumination)20 3.2.5 演色性(Color Rendering Index, CRI)21 3.2.6 色溫(Color Temperature)23 3.3 色彩概論26 3.3.1 色彩與視覺26 3.3.2 色彩三屬性28 3.4 色彩的表示30 3.4.1 色彩的數值表示30 3.4.2 色彩方程式(Color Equation)30 3.4.3 RGB表色系統31 3.4.4 XYZ表色系統32 3.4.5 色度座標33 3.5 色彩混色(Color Mixture)34 3.5.1 加法混色(Additive Color Mixing)34 3.5.2 減法混色(Subtractive Color Mixing)34 3.5.3 混色分類35 3.5.4 混光法則36 3.6 相關色溫轉換計算38 3.7 結語39 第四章 光源實測與混光配比計算40 4.1 全日日光色溫量測40 4.1.1日光量測設備介紹40 4.1.2日光量測數據41 4.2 螢光燈混光配比計算44 4.3 結語48 第五章 螢光燈調光控制器研製49 5.1 螢光燈電子式安定器系統理論49 5.2 功率因數修正電路之原理與分析50 5.3 換流器之原理與分析54 5.4 諧振電路之原理與分析55 5.4.1 串聯諧振串聯負載55 5.4.2 串聯諧振並聯負載56 5.4.3 串聯諧振串並聯負載57 5.4.4 三種諧振電路比較60 5.5 調光控制的種類61 5.6 螢光電子安定器選用62 5.7 調光控制器之研製65 5.7.1 TMS320LF2407 數位訊號處理器65 5.7.2 調光控制信號轉換電路66 5.7.3 分批點滅驅動電路67 5.7.4 混光系統硬體實作67 5.8 結語68 第六章 混光實驗相關數據69 6.1 螢光燈混光實驗數據69 6.2 全日日光光色溫之量測85 6.3 結論96 第七章 結論與未來研究方向99 7.1 結論99 7.2 未來研究方向99 參考文獻101 附錄一104 作 者 簡 介107

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