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研究生:張力允
研究生(外文):Li-Yun Chang
論文名稱:螢光燈用調光安定器之調光控制分析
論文名稱(外文):Analysis on Dimming Control of Fluorescent Lamps Using Dimmable Electronic Ballast
指導教授:蕭弘清蕭弘清引用關係
指導教授(外文):Horng-Ching Hsiao
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:調光安定器色溫度演色性發光二極體
外文關鍵詞:dimmable electronic ballastcolor temperaturecolor rendering propertyLED
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本研究旨在探討螢光燈於電子安定器調光控制下之光學特性,探討安定器的控制方式對螢光燈光輸出特性,用T5-14 W螢光燈當實驗目標。以可調光安定器改變螢光燈的光輸出比例,分析其光學特性,作為日後安定器之設計與光源選擇之參考依據。本研究首先採調頻與調壓兩種調光安定器,將螢光燈依固定比例進行調光與混光,並以光學量測設備擷取相關數據,針對色溫度(correlated color temperature, CCT)、演色性(color rendering property)與頻譜分佈做一系列分析,提出由光學特性決定調光安定器種類。基於上述混光過程光學特性之變化,針對頻譜的分佈與演色性計算方式做進一步的探討,提出以發光二極體(Light Emitting Diode, LED)改善現有螢光燈演色性之構想。發展出一套以頻譜演算方式,決定各色光LED數量改善原光源之演色指數,並以光學量測設備做驗證,證實此方法之可行性;對於日後光源之改善能夠縮短研究所需花費的時間,以提升效率。
The purpose of the thesis is to study optical characteristics of fluorescent lamps with dimmable electronic ballast. The photometric characteristics have been examined for T5-14 W fluorescent lamps which operated with a dimmable electronic ballasts. Dimming characteristics of fluorescent lamp by adjusting frequency and voltage with electronic ballast are experimentally analyzed. The correlated color temperature (CCT), color rendering property and spectral distribution of fluorescent lamp are discussed. Further regression analysis on the relationships between color rendering property and spectral distribution were studied. A new better lighting quality control algorithm has been proposed by mixing the optical output of fluorescent lamp and lighting emitting diode, LED, in order to generate various CCT and better color rendering property. By using LED light sources, the color rendering property of existent fluorescent lamp can be improved by aim of systematic mathematical calculation. Finally the combination of the LED light sources and fluorescent lamp could be a more effective mean to provide better color rendering property for indoors lighting environment.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖表索引 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 研究流程與方法 3
1.5 章節概述 5
1.6 研究限制條件 6

第二章 螢光燈與調光安定器 7
2.1 螢光燈結構與發光原理 7
2.2 可調光電子安定器 8
2.2.1 諧振網路 8
2.2.2 半橋控制電路 11
2.2.3 調光控制方式 14
2.3 結語 16

第三章 視覺與光譜 17
3.1 視覺構造 19
3.2 物理因素 20
3.2.1 視覺敏銳度 20
3.2.2 眩光的種類 21
3.3 生理因素 23
3.3.1 視野 23
3.3.2 辨色力 24
3.3.3 暗視覺、明視覺與介視覺 24
3.3.4 明適應與暗適應 25
3.3.5 年齡 27
3.4 心理因素 28
3.5 結語 29

第四章 色彩概論 30
4.1 色覺構造 30
4.1.1 色彩與視覺 30
4.1.2 色彩三屬性 32
4.2 混色系統 33
4.2.1 加法混色表色系統 33
4.2.2 減法混色表色系統 35
4.3 CIE表色系統建立 35
4.3.1 RGB色度系統 35
4.3.2 XYZ色度系統轉換 36
4.4 三刺激值與色度座標 38
4.5 等色條件 39
4.6 結語 40

第五章 螢光燈調光與混光之探討 41
5.1 光源指標概說 41
5.1.1 光通量(Luminous Flux, F) 41
5.1.2 光度(Luminous Intensity, I) 41
5.1.3 照度(Illumination, E) 41
5.1.4 輝度(Brightness, B) 41
5.1.5 演色性(Color Rendering Indes, CRI) 42
5.1.6 黑體輻射與色溫 42
5.1.7 相關色溫轉換 44
5.2 光學量測 46
5.2.1 積分球介紹 46
5.2.2 PMS-50光譜分析系統 47
5.2.3 標準光源 48
5.2.4 量測方法與實測 49
5.3 螢光燈量測系統建立與數據分析 51
5.3.1 螢光燈量測系統之建立 51
5.3.2 螢光燈調光數據分析 52
5.4 螢光燈混光數據分析 58
5.5 結語 75

第六章 螢光燈與LED對演色性之分析 76
6.1 LED之光學特性概說 76
6.1.1 LED發光原理與結構 76
6.1.2 LED光學特性 78
6.1.3 LED之分類 80
6.1.4 LED之應用 81
6.1.4 LED光學量測 82
6.2 光源演色性評價 84
6.2.1 參考照明體 84
6.2.2 試驗光 85
6.2.3 色彩空間與色適應修正 86
6.2.4 演色指數之計算 87
6.3 演色性改善與實測 88
6.4 結語 93

第七章 結論與未來研究之建議 94
7.1 結論 94
7.2 未來研究方向及建議 95
7.2.1 未來研究方向 95
7.2.2 研究建議 96
參考文獻 97
作者簡介 100
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