臺灣博碩士論文加值系統

現今時代，世界各國大力發展綠色能源，進行節能減碳，LED照明為一種革命性節能省電的照明能源，並且正快速發展融入人們生活。本論文LED球泡燈採用非隔離式定電流驅動，此種驅動方式為一種未採用高頻變壓器，並使用少數電子元件所組成的驅動電路。用於LED球泡燈具有內部空間及製造成本會優於一般市售隔離式LED球泡燈的優點，針對於我們要開發低功率高流明LED球泡燈有很大幫助，並利用LED進行串並聯方式，以達到LED最大數量利用率，為了使設計的產品能符合目前現有市場上規格，因此我們會利用積分球光譜流明測量系統與配光曲線儀進行LED球泡燈光學特性與電氣特性量測以及溫升量測實驗。並與市售LED燈泡進行比較，結果顯示我們研究設計LED球泡燈擁有較高發光效率與節能特性，也有將整體LED球泡燈溫度下降至100度內。


關鍵字：隔離型驅動器、非隔離型驅動器、LED燈泡、發光效率。

In the context of green energy vigorous developing and energy saving for CO2 emission reduction by all countries around the world, LED illumination is growing at an alarming speed as a revolutionary energy-saving power. Non-isolated LED bulb driven by constant current falls into a category of driving current which comprises a few of electronic components and does not contain high-frequency transformer. It results in superior interior space and manufacturing cost in contract to commercial isolated LED bulb, and largely assisting us to develop LED bulb with low power and high lumen. The system employs non-isolated constant-current technology to support LED bulb and takes advantage of series-parallel connection to maximize LED amounts. However, our product should be designed in line with the spec prevailing on the market, so integrating sphere spectrum luminous measurement system and goniophotometer are used to measure optical and electrical properties of the LED bulb. Compared with commercial LED bulbs, our product is characterized by higher lighting efficiency and energy saving, as well as the inclination to reduce overall temperature of the LED bulb.


Keywords: Isolated driver, Non-isolated river, LED bulb, lighting efficiency.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 3
1.4 論文架構 4

第二章 照明簡介 5
2.1 LED歷史 5
2.2 LED 原理 7
2.3 LED發光二極體元件特性 8
2.3.1 光學單位名詞介紹 8
2.3.2 電學單位名詞介紹 10

第三章 低功率高流明球泡燈設計 11
3.1 低功率高流明球泡燈設計流程 11
3.2 降壓型轉換器與發光二極體元件 13
3.2.1 降壓型轉換器 13
3.2.2 降壓型控制晶片介紹 14

3.2.3 發光二極體元件 18
3.3 球泡燈系統元件 21
3.3.1鋁基板 21
3.3.2散熱鰭片 22
3.3.3光擴散燈罩 27
3.4球泡燈實驗設備 28
3.4.1積分球光譜流明量測系統介紹 28
3.4.2配光曲線儀量測系統介紹 30

第四章 電路設計與測試 34
4.1 低功率高流明球泡燈電路設計 34
4.2 LED燈板設計 36
4.3 光電特性測試結果 37
4.3.1 光擴散燈罩量測 37
4.3.2 光通量量測 39
4.3.3 消耗功率量測 41
4.3.4 發光效率量測 43
4.3.5 功率因數量測 45
4.3.6 降壓型轉換器輸出電壓量測 47
4.3.7 降壓型轉換器輸出電流量測 49
4.4 溫升實驗量測 51
4.4.1 低功率高流明球泡燈溫升實驗 51
4.4.2 X牌球泡燈溫升實驗 53
4.5 配光角度量測 55
4.5.1 低功率高流明球泡燈配光角度量測 55
4.5.2 X牌球泡燈配光角度量測 57
4.6 LED球泡燈規格比較 59

第五章 結論及未來方向 60
5.1 結論 60
5.2 未來方向 61

參考文獻 62

圖目錄
圖 2.1 發光二極體發展示意圖 5
圖 2.2 不同波長之封裝完成圖 6
圖 2.3 LED 發光原理示意圖 7
圖 2.4 常用光源色溫變化圖 9
圖 3.1 球泡燈系統設計流程 12
圖 3.2 降壓型轉換器基本架構 13
圖 3.3 EC4318IC 功能方塊圖 14
圖 3.4 EC4318IC 封裝腳位圖 15
圖 3.5 工作原理圖 16
圖 3.6 單顆 LED 晶片之順向電流及光通量關係圖 19
圖 3.7 鋁基板結構圖 22
圖 3.8 鋁壓鑄型散熱鰭片 22
圖 3.9 熱阻示意圖 25
圖 3.10 散熱鰭片設計示意圖 26
圖 3.11 PC 光擴散燈罩 27
圖 3.12 LMS-760 積分球流明量測系統 28
圖 3.13 積分球之工作原理 29
圖 3.14 LG-2.0 配光曲線儀量測系統 30
圖 3.15 極座標配光曲線圖 31
圖 3.16 配光曲線量測方向示意圖 32
圖 3.17 直角座標配光曲線圖 32
圖 3.18 配光曲線儀量測工作原理圖 33
圖 4.1 低功率高流明球泡燈電路圖 35
圖 4.2 燈板設計圖 36
圖 4.3 燈板 Layout 設計圖 36
圖 4.4 光擴散燈罩之光通量比較 38
圖 4.5 7.5W 球泡燈與 X 牌 10W 球泡燈光通量比較圖 40
圖 4.6 7.5W 球泡燈與 X 牌 10W 球泡燈消耗功率比較圖 42
圖 4.7 7.5W 球泡燈與 X 牌 10W 球泡燈發光效率比較圖 44
圖 4.8 7.5W 球泡燈與 X 牌 10W 球泡燈功率因數比較圖 46
圖 4.9 7.5W 球泡燈輸出電壓量測圖工作 10 分鐘後 47
圖 4.10 7.5W 球泡燈輸出電壓量測圖工作 60 分鐘後 48
圖 4.11 7.5W 球泡燈輸出電壓量測圖工作 8 小時後 48
圖 4.12 7.5W 球泡燈輸出電流量測圖工作 10 分鐘後 49
圖 4.13 7.5W 球泡燈輸出電流量測圖工作 60 分鐘後 50
圖 4.14 7.5W 球泡燈輸出電流量測圖工作 8 小時後 50
圖 4.15 溫度量測點圖 51
圖 4.16 7.5W 球泡燈各零件量測溫度曲線圖 52
圖 4.17 X 牌 10W 球泡燈溫度量測點 53
圖 4.18 X 牌 10W 球泡燈各零件量測溫度曲線圖 54
圖 4.19 低功率高流明球泡燈配光曲線圖 56
圖 4.20 X 牌球泡燈配光曲線圖 58


表目錄
表 1.1 各照明數據之數值比較 1
表 3.1 億光 5630 型 LED Chip 規格表 8
表 3.2 單顆 LED 晶片量測數據 19
表 3.3 低功率高流明設計規格 21
表 3.4 散熱鰭片設計參考值 26
表 3.5 LMS-760 積分球流明量測系統規格 28
表 3.6 LG-2.0 配光曲線儀量測系統規格 30
表 4.1 光擴散燈罩實測數據 37
表 4.2 光通量實測數據 39
表 4.3 消耗功率實測數據 41
表 4.4 發光效率實測數據 43
表 4.5 功率因數實測數據 45
表 4.6 7.5W 球泡燈溫升量測數據 52
表 4.7 X 牌 10W 球泡燈溫升量測數據 53
表 4.8 低功率高流明球泡燈光強度量測數據 55
表 4.9 X 牌 10W 球泡燈光強度量測數據 57
表 4.10 球泡燈比較數據 59

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