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研究生:廖盈達
研究生(外文):YING-DA LIAO
論文名稱:應用混光技術於螢光燈模擬日光之研究
論文名稱(外文):Study and Implement of Sunlight Simulation Based on Mixing Technique by Fluorescent Lamp light sources
指導教授:蕭弘清蕭弘清引用關係
指導教授(外文):Hung-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:107
中文關鍵詞:螢光燈電子安定器色溫度
外文關鍵詞:fluorescent lampelectronic ballastcolor 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
ABSTRACT ii
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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