臺灣博碩士論文加值系統

由於高功率LED具有體積小、低汙染、壽命長及高發光效率等優點，已逐漸取代傳統路燈照明光源。因此，本文以高功率LED作為光源研製路燈，其中驅動源部分採用前向-返馳式轉換器整合能量再生緩衝電路，並以數位訊號處理器(DSP)作為控制核心，實現輸出電壓初級側調控(PSR)與準諧振(QR)調控，以縮小電路體積及減少切換損失，進而提高系統整體性能。另一方面，調光部分採用數位式序相PWM進行燈具亮度控制。最後，使用田口工程計畫法找出驅動器變壓器及輸出電感器之最佳化參數，來改善轉換器效率。所研製之系統原型經電路特性與光學特性測試與分析，結果證實本文所提方法確實可達到效率最佳的要求，並具有可行性。

The traditional street lighting are being replaced by high power LED because of the advantages, such as small size, low pollution, long life, high efficiency and others. Therefore, high power LED is used as the light source to design street lighting in this thesis. A forward-flyback converter is employed as LED driver source, and an energy regenerative snubber is also included. A Digital Signal Processor (DSP) is used for Primary-Side Regulation (PSR) to control output voltage and achieve Quasi Resonance (QR) technique. In this way, not only high performance but also small system size and low switching losses can be achieved. On the other hand, the phase-shifted pulse width modulation (PWM) method is used to regulate the luminance. Finally, the parameters of the transformer and output inductor are determined by using Taguchi method to improve the system efficiency, the prototype of the lamp circuit was tested, and the results are analyzed. The experimental results show that the proposed method can achieve optimal efficiency, and the feasibility of the prototype converter is also validated.

目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 國內外研究概況 2
1.3 研究方法與貢獻 3
1.4 論文內容概要 4
第二章 道路照明與LED路燈 5
2.1 照明簡介 5
2.1.1 光度量 6
2.1.2 CIE表色系統 7
2.1.3 演色性及色溫 8
2.2 高功率LED元件構造與特性 11
2.2.1 LED構造與發光原理 11
2.2.2 LED特性 14
2.2.3 照明應用 14
2.3 LED路燈之發展 16
2.3.1 傳統式路燈 16
2.3.2 LED路燈 16
2.4 高功率LED之驅動源與調光 17
2.4.1 LED驅動源 17
2.4.2 LED調光方法 19
第三章 田口工程計畫法 22
3.1 簡介 22
3.2 品質特性 24
3.3 直交表 ...25
3.3.1直交表之定義 ...26
3.3.2直交表之選擇 ...27
3.4 品質計量方法. 28
3.4.1 品質損失 28
3.4.2 品質損失函數 28
3.4.3 訊號雜訊比之計算 32
第四章 LED驅動源電路設計與調控 34
4.1 驅動源電源架構 34
4.1.1 單級前向-返馳式轉換器 35
4.1.2 能量再生緩衝器 36
4.1.3 初級側輸出電壓控制 38
4.1.4 單級前向-返馳式功率因數改善 41
4.2 電路參數設計與研製 42
4.2.1 主電路元件 43
4.2.2 周邊電路 51
4.3 數位式調控 52
4.3.1 準諧振控制 52
4.3.2 數位式PI控制 54
4.4 LED陣列調光 57
4.4.1 調光電路設計 57
4.4.2 數位序相PWM控制法之實現 59
4.5 應用田口工程計畫法提升驅動源效率 60
4.5.1 參數設計流程 60
4.5.2 因子反應分析 65
4.5.3 變異數分析 66
4.5.4 最佳化參數分析 69
4.5.5 原始設計與最佳參數設計測試結果比較 71
4.6 原型機製作與特性測試 74
4.6.1 整體電路特性測試 75
4.6.2 光學特性之測試 80
第五章 結論與未來研究方向建議 86
5.1 結論 86
5.2 未來研究方向建議 87
參考文獻 88

參考文獻
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