12834

11744

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اصفهان:دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر

1396

هشت، 78ص.: مصور، جدول، نمودار

ص.ع. به فارسي و انگليسي

احسان اديب

حسين فرزانه‌فرد

احمدرضا تابش، نسرين رضايي

1396/07/10

كتابنامه

برق و كامپيوتر

مهندسي برق و كامپيوتر

ID11744

چكيده امروزه با توجه به افزايش مصرف سرانهي برق در جهان و از آن جايي كه سهم روشنايي در اين سرانه حدود يكپنجم است اين نياز وجود دارد كه اقدامات الزم جهت بهبود مصرف انرژي در اين بخش انجام شود از ميان منابع نوري موجود چراغهاي LED داراي بازده نوري بهتر نسبت به ساير منابع نوري هستند تا جايي كه اين چراغها حدود 02 از انرژي الكتريكي را به نور تبديل ميكنندكه اين بازده به نسبت منابع نوري ديگر بسيار بهتر است چراغهاي LED به منابع نوري حالت جامد موسوماند زيرا نور از يك مادهي جامد كه شامل يك افزارهي نيمههادي است ساطع ميشود و مانند ديگر منابع نوري شامل محفظههاي خأل يا گازي نيست اين چراغها مانند ساير منابع نوري نياز به يك مدار راهانداز الكتريكي دارد اين مدار راهانداز شامل يك مدار الكترونيكي است كه نسبت به مدار راهانداز ساير منابع نوري پيچيدهتر است به همين دليل بايد تمهيداتي انديشيد تا هزينههاي اين بخش از مدار تا حد امكان كاهش يابد و در كنار آن تلفات الكتريكي نيز بهبود يابد براي كاهش تلفات الكتريكي مدار راهانداز در فن اوريهاي جديد به جاي استفاده از مدارهاي الكترونيكي خطي از مدارهاي كليدزني استفاده ميشود اين مدارها داراي تلفات بسيار كمتري از مدارهاي الكترونيكي خطي هستند اما با توجه به فراگير شدن اين چراغها الزم است كه بهينهسازي بيشتري در اين حوزه انجام شود تا ضمن پايينتر آمدن تلفات مدارهاي راهانداز هزينههاي اين بخش نيز كاهش يابند از جمله بخشهاي پرتلفات مدارهاي كليدزني به خصوص در توانهاي پايين مدارهاي راهانداز سوئيچها هستند كه تالش در جهت بهبود تلفات اين بخش موجب بهبود بازدهي كل مدار ميشود مدارهاي راهانداز سوئيچها در مدارهاي كليدزني ميتوانند به دو صورت كلي تعبيه شوند مدارهاي راهانداز سوئيچ به صورت مدوالسيون پهناي پالس كه در مدارهاي كليدزني متداول به كار ميروند و مدارهاي خودنوسانساز كه راهانداز سوئيچها به گونه اي است كه زمان خاموش و روشن بودن سوئيچها بر خالف روش مدوالسيون پالس توسط خود مدار تعيين ميشود اين كار باعث ميشود كه انرژي اضافي صرف راهاندازي سوئيچها نشود و به اين طريق تلفات كل مدار راهانداز چراغ بهبود يابد همچنين با حذف آيسي كنترلي و تغذيهي آن چگالي توان بهبود مييابد هدف از اين پاياننامه بررسي مدارهاي راهانداز چراغهاي LED با تكيه بر مدارهاي كليدزني خودنوسانساز براي حفظ سادگي مدار و كاهش تلفات آن ميباشد به همين منظور در اين پاياننامه دو مدار راهانداز خودنوسانساز جهت راهاندازي چراغهاي LED معرفي شده است در مدار راهانداز پيشنهادي اول با استفاده از نوسانساز اشميتتريگر شرايط نوساني براي مدار فراهم شده است اين مبدل توانايي تصحيح ضريب توان به صورت ذاتي را دارد همچنين هارمونيكهاي جريان ورودي اين مبدل به گونهاي است كه با استانداردهاي حوزهي روشنايي مطابقت ميكند مزيت اصلي اين مبدل تضمين ايجاد شرايط كليدزني نرم در صورت تغيير برخي از پارامترهاي مدار است در مدار راهانداز پيشنهادي دوم قسمت خودنوسانساز مبدل اول سادهسازي شده است به طوري كه عالوه بر ايجاد شرايط خودنوسانسازي راهاندازي گيت سوئيچ نيز به صورت رزنانسي و بدون تلفات انجام ميگيرد اين مبدل با به كارگيري تكنيك تانك رزنانس شرايط خودنوساني را بدون استفاده از هيچگونه ترانزيستور اضافي براي مبدل فراهم ميكند به عالوه در هر دو مبدل پيشنهادي شرايط كليدزني نرم براي سوئيچ و ديودها فراهم شده و از اين رو بازده مبدل بهبود يافته است همچنين جريان در خروجي هر دو مبدل ثابت بوده و براي راهاندازي چراغ LED بسيار مناسب است براي تاييد مطالب بيان شده براي هر دو مبدل نتايج شبيهسازي و پيادهسازي ارائه و اين دو مبدل با دو مبدل صنعتي ديگر مقايسه شده و روشهايي جهت بهبود مبدل در بخش پيشنهادها ارائه شده است مبدلهاي معرفي شده در اين تحقيق توانايي استفاده در صنعت روشنايي را داشته و از اين لحاظ با ساير مبدلهاي مشابه قابل مقايسه است واژههاي كليدي 1 مدار راهانداز چراغ 2 LED ساختارهاي خودنوسانساز

Investigation and Improvement of Self Oscillating Converters as LED Drivers Behrooz Mazaheri Tehrani b mazaheri@ec iut ac ir 2017 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Ehsan Adib e adib@cc iut ac ir Abstract Among light sources Light Emitting Diodes LEDs have better luminous efficacy Thesesources convert more than 20 of electrical energy to light energy which is much better than otherlight sources LED lamp requires a driver circuit to provide a constant DC current Thus it isnecessary to develop proper DC DC and AC DC converters in order to decrease the costs andelectrical losses of driver In order to increase the efficiency the switched mode converters are usedfor these applications In low power applications in order to reduce complexity and cost self oscillating converters areapplied Control circuit of these converters is simple and usually is not separate from power circuitand uses power circuit voltages to provide proper control signal for power switch In this thesis first all conventional methods to design a self oscillating LED driver and theirapplications are discussed Then two new self oscillating converters as LED driver are introduced The first converter provides constant output current and thus it is an appropriate solution for drivingLED strings This converter provides self oscillation condition with low number of additionalelements resulting in robustness low cost and high efficiency In second proposed structure a newself oscillating single soft switched converter with resonant gate driver for driving multiple LEDstrings is presented This converter is applied to drive high power multiple LED string lights andexperimental results verify that in these conditions the efficiency is about 92 This converterprovides the self oscillation condition without any additional transistors or diodes Also thesimulation and experimental results of prototype drivers are presented to justify the theoreticalanalyses KeywordsSelf oscillating LED driver dc dc converter soft switching

احسان اديب

حسين فرزانه‌فرد

احمدرضا تابش، نسرين رضايي