Yol aydınlatma M2 ve M3 sınıfı için yüksek verimlilikli LLC resonant sürücü
High efficiency LLC resonant driver for M2 and M3 class street lights
- Tez No: 504478
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ BULDU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Teknik Eğitim, Electrical and Electronics Engineering, Technical Education
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Son beş yılda yaşanan yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler aydınlatma amaçlı LED'lerin piyasada hızla önemli bir yer edinmesini sağladı. Genel olarak sarı fosfor ile kapatılmış mavi LED'den oluşan güçlü beyaz ışık kaynakları ev tipi aydınlatmadan otomotiv aydınlatma çözümlerine kadar çok geniş bir yelpazede kendine yer buldu. Yol aydınlatmasın kullanılan, LED'li ürünler güçlü ve köklü rakip teknolojiler karşısında yeni yeni pazar payını genişletmektedir. Bu güçlü rakiplere sodyum buharlı lambalar, metal halide lambalar, civa buharlı lambalar ve halojen lambalar örnek olarak verilebilir. LED ürünler bu güçlü rakipler karşısına daha yüksek güvenilirlik, verim ve ışık kalitesi gibi parametreler ile çıkmaktadır. Ayrıca, düşen maliyetler de LED ürünlerini gittikçe daha fazla rekabetçi hale getirmektedir. LED'liürünler günümüzde M2 ve M3 sınıfı yollarda verimlilik bakımından rakipleriyle başa baş konumdadır. Bahsedilen parametrelerden verim ve güvenilirlik sadece LED ile değil aynı zamanda LED sürücü devre ile de doğrudan ilgilidir. Özellikle yol aydınlatmada 10 yıl ve 45,000 saat düzeyinde bir güvenilirlik beklenmektedir. Aynı şekilde çok farklı hava koşullarında çalışabilmesi ve çok yüksek Watt başına lümen değerleri öngörülmektedir. Aynı zamanda akım harmonikleri bakımından da şebekeyi kirletmemesi istenmektedir. Yukarıda bahsedilen parametreler temel alınarak, literatürdeki metotlar incelendikten sonra, yeni bir sürücü tasarımı gerçekleştirilererek tüm sistem verimi %94,5'in üzerinde olan kompakt bir LED sürücü devresi tasarlanmıştır. Verim ve hacim başına güç gibi parametreler anlamında da literatürdeki ve pazardaki ürünlerin üzerinde bir tasarım gerçeklenmiştir. Üç blok halinde gerçeklenen tasarımın ilk kısmı PFC katı olup kompanzasyonu gerçekleştirir. Bu kısımda 60kHz ile 170kHz arasında anahtarlama yapan DCM Quasi Rezonantta bir topoloji kullanılmıştır. Çıkış bara gerilimi 393 V ve blok verimi ise %98 olarak hedeflenmiştir. İkinci blok LLC yarım köprü anahtarlama yapan ve aynı zamanda izolasyonu sağlayan anahtarlama katıdır. Bu katın tasarımında %96,6 verim hedeflenmiş olup 97kHz ile 420kHz anahtarlama frekans aralığı korunmuştur. Tasarımın üçüncü ve son katı ise senkron doğrultma katı olup sekonder tarafta yer almaktadır. Genel olarak AC-DC bir çevirici olan devre, gerilim ve akım kaynağı olarak çalışmakta olup 33V ile 42V arasında sabit 3,5A akım verebilmektedir. Ancak, sadece tam 42V çıkış geriliminde sabit gerilim moduna geçmekte olup, daha yüksek gerilimlerde ise koruma devresi aktive olmaktadır. Yine yol aydınlatmasındaki 15kV'ye kadar gelen darbelere karşı anlık gerilim yükselmelerine karşı koruyucular koruma sağlamaktadır. İdeal bir yol aydınlatma sürücü kartının tasarımı için bu üç farklı topolojideki bloklar yeni bir yöntem izlenerek birleştirilmiştir. Gerçekleştirilen tasarıma LPW05 ismi verilmiştir. Sonuç olarak, LPW05 ilgili testlerden başarıyla geçmiştir.
Özet (Çeviri)
Significant improvements in semiconductor techonology for the last five years lead to LED products have got an important area quickly in market. In general, the robust white light sources that consist of blue LEDs covered by yellow phosphorus have got an important applications in market such as residential, household and automotive lighting solutions. In road lighting area, LED products have been widening their market share incremantally despite of their strong competitors. Sodium vapor lamps, metal halide lamps, mercury vapor lamps and halogen lamps are some of these strong competitors. LED products have some superior features to competitors in terms of reliability, efficiency and high light quality. In addition, low product costs make LED products more competitive in lighting market. Today LED lighting products are head to head with their competitors in terms of efficiency in M2 and M3 class roads. Among the parameters that mentioned above; efficiency and reliability are not just related with LED type, they are also related with LED driver strongly. Especially in road lighting ten years life and 45,000 hours warranty is expected. Moreover It is expected that perform its functions even at bad or very different weather conditions and it is also expected very high Watt per lümen value in these weather conditions. In addition, it is expected that total harmonic distortion value of the drivers should be under the maximum limit that is specified in harmonic standarts related with lighting equipments. By examining the methods in the literatüre, a new and compact LED driver have designed with %94,5 overall system efficiency value. At the same time , a new design is superior to competitors in markets and literatüre in terms of efficiency per Watt and volume per Watt values respectively. LED driver design includes three stages. The first stage of the LED driver design is PFC. In this stage, DCM Quasi Rezonant topology was used and expected switching frequency interval is 60kHz
Benzer Tezler
- Şehiriçi yol aydınlatma tesisatlarında enerji verimliliği: Aliağa örneği
Energy efficiency in urban road lighting installations: The case of Ali̇ağa
EREN ERKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Enerji verimliliği, iklim değişikliği etkileşimi çerçevesinde yol aydınlatmasında LED dönüşüm yaşam döngüsü değerlendirmesi
Energy efficiency, climate change interaction, LED transformation life cycle assesment in road lighting
EZGİ BERBEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERMİN ONAYGİL
- Enabling adaptive road lighting through lighting class prediction with real time and historical data
Gerçek zamanlı ve geçmiş veriye dayanan aydınlatma sınıfı tahmini ile uyarlanabilir yol aydınlatmasının sağlanması
HASAN MERT TOKGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKER YURTSEVEN
- Enerji verimliliği uygulamalarında adaptif yol aydınlatmaları
Adaptive road lighting in energy efficiency applications
İSA ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERMİN ONAYGİL
- Mevcut yol aydınlatma aygıtlarının etkin yol aydınlatması için performanslarının incelenmesi
Analysi̇ng the performance of road lumi̇nares for effecti̇ve road li̇ghti̇ng
ASİYE KAYMAZ ÖZCANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ADEM ÜNAL