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研究生: 廖科富
ke-Fu Liao
論文名稱: 照明閃爍測量技術探討與新型LED線性驅動電路閃爍改善之研究
Study of Lighting Flicker Evaluation Technique and Novel Driving Circuit Design for Lower Flicker of LED light Sources
指導教授: 蕭弘清
Horng-Ching Hsiao
口試委員: 王順源
Shun-Yuan Wang
黃忠偉
Jong-Woei Whang
蕭鈞毓
Chun-Yu Hsiao
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: 129
中文關鍵詞: 光源閃爍發光二極體交流發光二極體線性電路
外文關鍵詞: Flicker, LED, ACLED, Linear circuit
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本文主旨探討光源驅動器輸入電源為交流電時,光源會因為電壓的變動而產生閃爍問題,容易造成使用者的眼睛疲勞。研究目的為透過量測與量化方法對家用型燈泡閃爍分析及評比,並參考國際法規,規劃出一套合理且客觀的量測方法和評估法則。測量方法採用光電線性輸出之光感應器量測光源閃爍大小,將待測光源之光訊號轉換成電壓訊號,輸入至示波器顯示測量結果。在實驗的過程中為避免有其他光源影響,會將待測光源與光感應器於設置暗室內進行測量。
另外,本研究另一核心為探討交流發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)光源驅動技術中,降低光源閃爍的方法,提出基於光源閃爍改善之線性驅動電路。電路架構採用線性驅動電路可將原本100 %的光源閃爍改善至法規要求值10 %以下,甚至還能將LED光源品質改善至比白熾燈閃爍(< 6%)更低。本實驗線性電路架構加入微處理器當偵測與控制電路,可實現在100 ~ 120 V或200 ~ 240 V都可直接輸入給燈具,比原本線性電路只能單電壓輸入架構有更廣泛的應用。


The thesis focused on studying the flicker phenomenon caused by Light Emitting Diodes, LED, light source driven by alternating current power sources, which is harmful to human eye healthy. The thesis discussed the relative measuring and evaluating methods published and executed about flicker phenomenon for LED light sources including IEEE and energy star regulations. The measuring algorithm started from transforming the measured luminous characteristics of the light source into electrical signals, meanwhile the luminous output waveform can be observed using oscilloscope to record the fluctuation of luminous flux, thus in turn to evaluate the flicker. To avoid interference from lighting environments, the measurement shall be performed inside darkroom.
Moreover, another topic of the thesis is to design a linear driving circuit for the LED sources to reduce the flicker phenomenon, especially for ACLED which driven by AC power directly and produced the most harmful discomfort among the all driver circuitries. We proposed a novel circuit architecture, using a linear driving circuitry, can reduce the flicker from 100% of the original and regular ACLED driving circuit to the level of 10% and less, more ever a lower flicker of less than 6%, which proposed as standard reference by IEEE based on incandescent lamps. In this study, linear circuit architecture combined with a microprocessor provides wide power rating, both for AC 100 ~ 120 V and AC 200 ~ 240 V directly connected to the ACLED lamp, flexible and convenient to consumers than the original single voltage linear driver circuits.

中文摘要………………………………………………………………….I 英文摘要………………………………………………………………...II 誌謝……………………………………………………………………..III 目錄……………………………………………………………………IV 圖索引………………………………………………………………..VII 表索引………………...………………………………………………..X 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…………………………………..……………………3 1.4 研究流程與方法…………………………..……………………4 1.5 章節概述…………………………………..……………………5 第二章光源閃爍之定義與測量方法………………………………..7 2.1國際法規對閃爍之定義與規範. .……………….………...7 2.1.1 閃爍要求規範………….…………...………….………...8 2.1.2 光源閃爍測量方法……………..………...….………...12 2.2 現有閃爍量測方法-相對閃爍度與閃爍指標…….…..………14 2.2.1 相對閃爍度……………...………………….……..……14 2.2.2 閃爍指標………………………………….…….….…...16 2.3 結語………………………………..…………………………..17 第三章 交流電驅動發光二極體原理與應用……………………….18 3.1 發光二極體之光學特性…………….………………………...18 3.2 交流電驅動發光二極體之技術……….……………………..20 3.3 LED光源驅動技術比較………….…...……………………22 3.3.1 傳統式電源驅動………..………………………………23 3.3.2 交換式電源驅動………………………………………26 3.3.3 線性電源驅動……………………....…………………28 3.4 結語………………………………………………………….29 第四章 光源閃爍量測平台建置………………………………………30 4.1 光源閃爍測量設備簡介…………………………………….30 4.2 光電訊號轉換-光感應器……………………………………35 4.2.1 光二極體…………………………………………….36 4.2.2 太陽能……………………………………………….39 4.2.3光電轉換元件線性測試……………………………..40 4.3 市場產品閃爍測量………………………………………….47 4.3.1 LED 球泡燈市場調查…………………………………47 4.3.2 LED 產品測量-國際法規………………………………50 4.3.3 LED 產品測量-相對閃爍度……………………………61 4.4 結語………………………………………………………….64 第五章 線性驅動電路閃爍改善方法之研究……..………………….65 5.1 線性驅動電路………………….…….……………………...65 5.1.1 AC LED驅動電路……….………………………….....65 5.1.2 多階線性驅動電路…………………………………….68 5.2 濾波電路種類與原理介紹………………………………….72 5.2.1 電容式濾波電路……………………………………….72 5.2.2 被動填谷式電路……………………………………….74 5.2.3 主動填谷式電路……………………………………….76 5.3 結語………………………………………………………….77 第六章 全電壓低閃爍線性電路設計…………………………………78 6.1 電路設計架構……………………………………………….78 6.1.1 單階光源線性驅動電路……………………………….78 6.1.2 偵測與控制電路……………………………………….79 6.2 兩段式電源切換設計……………………………………….81 6.3 濾波電路設計……………………………………………….84 6.4 全電壓低閃爍線性電路驗證與分析……………………….86 6.4.1 全電壓低閃爍線性電路設計…………………………..86 6.4.2 全電壓低閃爍線性電路驗證與分析………………….89 6.5 結語……………………………………………………….…93 第七章 結論與未來展望………………..……..…………………94 7.1 結論…………………………………..………………………94 7.2 未來展望……………………………………………………...96 參考文獻……………………………………………………………97 附錄一:市場產品閃爍量測結果…………….………………………101 附錄二:市場產品閃爍量測結果(500 Lux).…………………………108

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無法下載圖示 全文公開日期 2021/08/16 (校內網路)
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