Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد راهنما) حسین فرزانه فرد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Behzad Poorali Riabi
بهزاد پورعلی ریابی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Today, lighting applications consume enormous portion of the electrical energy. According to the statistics provided by International Energy Agency (IEA), about 20% of the electrical energy utilization in the world is associated with lighting. Thus, any saving action in lighting section results in considerable lower energy consumption and consequently, lower cost. Obviously, using optimal light sources enhances the achievement of this goal. Technology improvements has introduced different light sources into the market. However, Light Emitting Diodes (LEDs) are the most recent ones. Due to the advantages of these lamps including high luminous efficacy, long lifetime, being toxic free, low ultraviolet emission, high color diversity and small sizes, LEDs are recently utilized vastly in lighting devices. However, in order to utilize these lamps, a driver is needed to provide their power from the AC mains. Also, because of increasing employment of LEDs, it is essential for the drivers to have an appropriate power factor. LED drivers should have some desired properties including output current regulation, high power factor, long lifetime, low cost and high efficiency. Therefore, many converter topologies as power factor correction (PFC) LED driver are presented. Also, major research is pursued to increase their efficiency and lifetime. But, surveying the existing drivers shows that this subject requires further investigation in order to increase the efficiency and decrease the complexity of the LED drivers in low power applications. The goal of this thesis is first the review of existing LED drivers with single stage PFC structure and then proposing new topologies with long lifetime and low losses. Therefore, in this thesis two new single stage single switch PFC LED drivers without electrolytic capacitors are proposed which enjoy from high efficiencies by using soft switching techniques. In the proposed drivers, the bulk capacitors have low capacitances and high voltage ripples to keep the balance between variable input power and constant output power. Therefore, the film capacitors can be used as the bulk capacitors which extends the drivers lifetime. The proposed drivers are analyzed theoretically and their performances are investigated. Also, the simulation and experimental results of prototype drivers for supplying a 21 W LED module justify the theoretical analyses. Keywords LED Driver, Single Stage Power Factor Correction, Without Electrolytic Capacitors, Soft Switching Techniques
امروزه بخش روشنایی سهم بزرگی از مصرف انرژی الکتریکی را به خود اختصاص داده است به طوری که بر اساس آمارهای منتشر شده از سوی آژانس بین‌المللی انرژی، حدود 20% از انرژی الکتریکی جهان در این بخش مصرف می‌شود. به همین دلیل انجام اقدامات لازم در جهت صرفه‌جویی در بخش روشنایی، موجب کاهش شدید مصرف انرژی و در نتیجه کاهش هزینه‌ها می‌شود. بدون شک استفاده از منابع نوری بهینه‌تر تأثیر به سزایی در دستیابی به هدف بیان شده دارد. با پیشرفت فناوری در طول زمان، منابع نوری مختلفی به بازار عرضه شده است که از جدیدترین آنها می‌توان به چراغ‌های LED اشاره کرد. به دلیل ویژگی‌های مطلوب این چراغ‌ها از قبیل بازده نوری بالا، طول عمر زیاد، عدم استفاده از گازهای سمی، انتشار پرتوهای فرابنفش بسیار کم، تنوع رنگ زیاد و اندازه کوچک، امروزه چراغ‌های LED کاربرد وسیعی در سیستم‌های روشنایی پیدا کرده‌اند. از طرفی جهت استفاده از این چراغ‌ها به یک مدار راه‌انداز نیاز می‌باشد تا توان مورد نیاز آنها را از برق شهر تأمین کند. هم‌چنین به دلیل استفاده روزافزون از چراغ‌های LED، لازم است تا مدار راه‌انداز آنها از ضریب توان مناسبی برخوردار باشد. از جمله ویژگی‌های مطلوبی که برای مدارهای راه‌انداز چراغ LED مورد نیاز است می‌توان به رگولاسیون جریان خروجی، ضریب توان بالا، طول عمر زیاد، هزینه کم و بازده بالا اشاره کرد. در این راستا ساختارهای زیادی به عنوان مدار راه‌انداز چراغ LED با قابلیت اصلاح ضریب توان معرفی شده است. هم‌چنین مطالعاتی در زمینه افزایش بازده و طول عمر آنها در حال انجام است. اما با بررسی مدارهای راه‌انداز موجود مشاهده می‌شود که این موضوع هم‌چنان نیازمند تحقیق و پژوهش بیشتری به منظور افزایش بازده و کاهش پیچیدگی مدارهای راه‌انداز چراغ LED مناسب برای کاربردهای توان پایین می‌باشد. هدف از این پایان‌نامه بررسی مدارهای راه‌انداز چراغ LED موجود با تکیه بر ساختار اصلاح ضریب توان تک مرحله‌ای و هم‌چنین ارائه ساختارهای جدید با طول عمر زیاد و تلفات کم می‌باشد. به همین منظور در این پایان‌نامه دو مدار راه‌انداز جدید با ساختار اصلاح ضریب توان تک مرحله‌ای، دارای یک کلید و بدون استفاده از خازن الکترولیتی ارائه شده است که با بهره‌مندی از روش‌های کلیدزنی نرم، از بازده مناسبی برخوردار هستند. در مدارهای معرفی شده، خازن بالک ظرفیت کمی دارد و با ریپل ولتاژ نسبتا زیاد تعادل بین توان متغیر ورودی و توان ثابت خروجی را برقرار می‌کند. به این ترتیب می‌توان از خازن‌های فیلمی به عنوان خازن بالک استفاده نمود که باعث افزایش طول عمر مدار راه‌انداز می‌شود. مدارهای پیشنهادی از نظر تئوری تحلیل شده و عملکرد آنها مورد بررسی قرار گرفته است. هم‌چنین با طراحی مدارها برای راه‌اندازی چراغ‌های LED با توان 21 وات، درستی تحلیل‌ها توسط نتایج شبیه‌سازی و پیاده‌سازی عملی نشان داده شده است. واژه‌های کلیدی: 1- مدار راه‌انداز چراغ LED 2- مدار اصلاح ضریب توان تک مرحله‌ای 3- حذف خازن الکترولیتی 4- روش‌های کلیدزنی نرم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی