Dr in ż. Ro bert er St S ala Nowocz oc es e ne ne e, fek fek yw y ne ne zas a il s a il nie nie i kon trol trol źróde źróde św ś iatła

Transkrypt

1 AGENDA Dr inż. Robert Stala Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych stala@agh.edu.pl Nowoczesne, efektywne zasilanie i kontrola źródeł światła Efektywne zasilanie i kontrola źródeł światła: 1. Żarowe źródła światła: - ściemniacze tyrystorowe, - poprawa współczynnika mocy przy zasilaniu źródeł światła układy PFC, 2. Zasilanie lamp wyładowczych z wykorzystaniem elektronicznych układów zapłonowych i zasilających. 3. Lampy LED: - ogólne cechy układów zasilania lamp LED, - wybór układu zasilania lamp LED dla wybranej aplikacji, - sterowanie oświetleniem (protokoły DALI, DMX). 1 1

2 Rozwój technologii oświetlenia EFEKTYWNE WYKORZYSTANIE ENERGII W SYSTEMACH OŚWIETLENIA 1. Zasilanie źródeł światła umożliwiające regulację mocy źródła światła: - Żarówki z układami ściemniaczy, - Świetlówki z elektronicznym układem zapłonowym i zasilającym - Diody LED z elektronicznymi układami zasilania 2. Systemy sterowania oświetleniem współpracujące z czujnikami (np. obecności) 3. Realizacja PFC w układach zasilających (PFC Power Factor Correction układy z poprawionym współczynnikiem mocy) wymagane (w niektórych krajach Europy) dla lamp o mocy powyżej 25 W [1] 4. Wykorzystanie światła dziennego Źródło: Michael L. Peña, NXP Semiconductors: Driving HPLEDs In General Lighting Applications, Nov. 18, 2008, Źródło: [1] Robert Kollman, Texas Instruments Power Management DesignLine : PlanetAnalog.com - Power Tip #7: Efficiently Driving LED's Offline, URL: 2

3 Żarowe źródła światła Żarówka Własności aplikacyjne - Niski koszt - możliwość bezpośredniego zasilania napięciem przemiennym lub stałym, - dobre parametry emitowanego światła, - możliwość realizacji ściemniania, - niska sprawność 2-5% energii elektrycznej zamieniana jest na światło [1] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna [lm/w] Temperatura barwowa ok.: K Przykładowe parametry żarówka 60W [1]: Źródło światła Temp. barwowa [K] Moc [W] Trwałość [h] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna [lm/w] Żarówka ~ ~ Źródło: [1] Żagan W.: Podstawy techniki świetlnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,

4 FILTER Ściemniacz lamp żarowych Realizacja ściemniacza lamp żarowych w układzie z triakiem Układ regulacji mocy lamp żarowych Realizacja ściemniacza lamp żarowych w układzie z triakiem MAIN 230V TRIAC LAMP R ST7ULTRALITE Microcontroller Control button or potentiometer SUPPLY MAIN 230V TRIAC R ST7ULTRALITE Microcontroller Control button or potentiometer LAMP SUPPLY Zdjęcie ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, 7 Schematy na podstawie: STMicroelectronics Application Note AN2425: Using an ST7ULTRALITE microcontroller to drive a TRIAC or an AC switch for a Mains supply, September Źródło: STMicroelectronics Application Note AN2425: Using an ST7ULTRALITE microcontroller to drive a TRIAC or an AC switch for a Mains supply, September

5 FILTER Układ regulacji mocy lamp żarowych Realizacja ściemniacza lamp żarowych w układzie z triakiem Układ regulacji mocy lamp żarowych Realizacja ściemniacza lamp żarowych w układzie z triakiem Możliwe dwa rodzaje połączeń ściemniacza i żarówki: MAIN 230V TRIAC LAMP R ST7ULTRALITE Microcontroller Control button or potentiometer - Wymagany filtr wejściowy - Układ sterowania jest zawsze dołączony do sieci, - Nie istnieje limit czasu załączenia i wyłączenia triaka, MAIN 230V LAMP R TRIAC ST7ULTRALITE Microcontroller SUPPLY Control button or potentiometer SUPPLY L in =100uH MAIN 230V LAMP TRIAC R SUPPLY ST7ULTRALITE Microcontroller Control button or potentiometer - Tradycyjny układ bez filtru wejściowego - Układ sterowania jest dołączony do sieci tylko gdy triak jest wyłączony czas wyłączenia powinien zapewnić odpowiednie zasilanie układu sterującego, Źródło: STMicroelectronics Application Note AN2425: Using an ST7ULTRALITE microcontroller to drive a TRIAC or an AC switch for a Mains supply, September 2006 Układ powinien spełniać normy EN for the light dimmer i (>1kW) EN class A for light dimmer Źródło: STMicroelectronics Application Note AN2425: Using an ST7ULTRALITE microcontroller to drive a TRIAC or an AC switch for a Mains supply, September Zdjęcie i pomiary ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie, 5

6 Fluorescencyjne lampy wyładowcze Charakterystyka napięciowo-prądowa świetlówki Lampa wyładowcza ma ujemną różnicową rezystancję Lampy nie można dołączyć do źródła napięcia. Prąd lampy musi być ograniczany zewnętrznymi elementami Fluorescencyjne lampy wyładowcze Wady lamp fluorescencyjnych zasilanych przez dławik - Brak możliwości regulacji natężenia oświetlenia, - Efekty stroboskopowe i akustyczne - Problem cos(f) - Straty energii w dławiku line AC DC DC AC HF HF BALLAST CONTROL CIRCUIT Źródło: Muhammad H. Rashid, Editor-in-chief: Power Electronics Handbook, Academic Press 2001 STARTING CIRCUIT 11 6

7 Fluorescencyjne lampy wyładowcze Fluorescencyjne lampy wyładowcze Energoelektroniczny układ zasilający line AC DC CONTROL CIRCUIT DC AC HF HF BALLAST STARTING CIRCUIT - Układ wykorzystuje energoelektroniczny falownik wysokiej częstotliwości i elementy pasywne obwodu lampy (zaprojektowane na wysoką częstotliwość mniejsze gabaryty, koszt i straty energii). - Układ realizuje zapłon lampy i regulację prądu w stanie ustalonym. - W przypadku niektórych lamp wyładowczych wykorzystuje się dodatkowy izolowany układ zapłonowy (dla wygenerowania znacznie większego napięcia, szczególnie w przypadku restartu lampy). Źródło: Muhammad H. Rashid, Editor-in-chief: Power Electronics Handbook, Academic Press Energoelektroniczny układ zasilający Podstawowe cechy systemu zasilania: - Częstotliwość pracy: > 20 khz dla uniknięcia słyszalnych częstotliwości. - Prąd lampy w stanie ustalonym (Aby uzyskać maksymalny czas życia lampy): Symetryczny przemienny o stosunku wartości maksymalnej do skutecznej < Procedura startowa: Dostosowana do lampy (gorąca czy zimna katoda) - Ściemnianie. Zmiana wartości prądu lampy realizowana przez zmianę częstotliwości falownika, czyli zmianę impedancji w obwodzie lampy. Źródło: Muhammad H. Rashid, Editor-in-chief: Power Electronics Handbook, Academic Press line AC DC CONTROL CIRCUIT DC AC HF HF BALLAST STARTING CIRCUIT 14 7

8 Zasilanie lamp wyładowczych Energoelektroniczny układ zasilający lamp wyładowczych Przykład: falownik półmostkowy: Fluorescencyjne lampy wyładowcze Energoelektroniczny układ zasilający FALOWNIK: line AC DC CONTROL CIRCUIT DC AC HF HF BALLAST STARTING CIRCUIT [1] FAZY PRACY UKŁADU ZASILANIA LAMPY WYŁADOWCZEJ: NAGRZEWANIE ELEKTROD ZAPŁON PRACA ZNAMIONOWA [2] Źródło: STMicroelectronics Application Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May 2004 Źródło: [1] STMicroelectronics Application Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May 2004, [2] Muhammad H. Rashid, Editor-in-chief: Power Electronics Handbook, Academic Press

9 Fluorescencyjne lampy wyładowcze Fluorescencyjne lampy wyładowcze Energoelektroniczny układ zasilający FALOWNIK: [1] line AC DC CONTROL CIRCUIT DC AC HF HF BALLAST STARTING CIRCUIT Energoelektroniczny układ zasilający (Electronic Ballast ) Electronic Ballast układ używany do startu lampy i zasilania w stanie pracy znamionowej DIMMING wzrost częstotliwości ogranicza wartość prądu. Jednocześnie rezystancja lampy wpływa na wartość Q obwodu. FAZY PRACY UKŁADU ZASILANIA LAMPY WYŁADOWCZEJ: NAGRZEWANIE ELEKTROD [2] PRACA ZNAMIONOWA L=2.1mH, C s =100nF, C res =8.2nF [2] R Lamp =inf R Lamp =1.4 kω Uproszczony model Źródło: [1] STMicroelectronics Application Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May 2004, [2] Muhammad H. Rashid, Editor-in-chief: Power Electronics Handbook, Academic Press Źródło: Tom Ribarich: How to design a dimming fluorescent electronic ballast, International Rectifier 18 9

10 Fluorescencyjne lampy wyładowcze Energoelektroniczny układ zasilający narzędzia wspomagające projektowania BALLAST DESIGN ASSISTANT (BDA) SOFTWARE Zasilanie lamp wyładowczych Philips Savio DYNAMICAL LIGHTING regulacja temperatury barwowej (i natężenia oświetlenia) lampy w zależności od preferencji użytkownika, dyspozycji czy pory dnia. Przykład aplikacji BALLAST DESIGN ASSISTANT International Rectifier Corp. 2006: - budowa modelu i symulacji na podstawie wymagań projektowych, - wykorzystanie biblioteki popularnych typów lamp (dane trudne do określenia dla wykorzystania w ogólnych aplikacjach symulacyjnych, - wygenerowanie schematu i zestawu elementów (bill of materials). Źródło: [1] Tom Ribarich: How to design a dimming fluorescent electronic ballast, International Rectifier Źródło: Koninklijke Philips Electronics N.V. : Dynamiczne zmiany Nowoczesne rozwiązania w oświetleniu biur, 2006 Zdjęcia ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, 10

11 Zasilanie lamp wyładowczych PRZYKŁAD FLUORESCENT LAMPS ELECTRONIC BALLAST AND DIMMING Zasilanie lamp wyładowczych PRZYKŁAD FLUORESCENT LAMPS ELECTRONIC BALLAST AND DIMMING Regulacja prądu lampy przez zmianę częstotliwości pracy falownika Źródło: STMicroelectronics Application Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May 2004 Prostownik PFC w strukturze przekształtnika typu boost Kontrola zasilania lampy sterowanie półmostkowego falownika napięcia. C17 blokuje składową stała napięcia 22 Źródło: STMicroelectronics Application Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May

12 Fluorescencyjne lampy wyładowcze Problem - recykling - Świetlówka F8T5 zawiera 3.75 miligramy rtęci, - Mniej niż 25% lamp z rtęcią jest utylizowane (Association of Lighting and Mercury Recyclers 2008), - jest bardzo niewiele miejsc recyklingu CFL LED - Light-Emitting Diode Własności aplikacyjne diod LED - Efektywność (do 150 lm/w [1]) - Niskie napięcie zasilania (ok. 3V) - Strumień w funkcji prądu (własności regulacyjne) - Widmo (kolor i temperatura barwowa) - Czas życia (ang. lifetime) - przynajmniej godzin przy efektywności na poziomie nie mniejszym niż 70% wartości początkowej (32.2 lat przy użyciu LED przez 4 godz. dziennie)) [2] - Wymagany radiator dla zapewnienia katalogowego strumienia świetlnego i żywotność) [3] - Kąt emitowanego światła i odpowiednia optyka umożliwiają zwiększenie efektywności systemu oświetlenia [2] Źródło: Michael L. Peña, NXP Semiconductors: Driving HPLEDs In General Lighting Applications, Nov. 18, 2008, [4] [1] National Semiconductor: LED Drivers for High-Brightness Lighting Solutions Guide, National Semiconductor Corporation, Sept [2] Cree, Inc: LED Luminaire Design Guide, 2007 Cree, Inc, LIGHT1, CLD-AP15.000, [3] PHILIPS Technology White Paper: Understanding power LED lifetime analysis How intuitive graphical data sets help lighting designers accurately predict power LED reliability in different operating environments, [4] Future Lighting Solutions; Making LED lighting solutions simple, Wide Area Lighting. Designer s Guide. Zdjęcie diody świetlnej wykonane przez autora [3] 12

13 Żarówka 2-5% energii elektrycznej zamieniana jest na światło [1] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna [lm/w] Temperatura barwowa ok.: K LED Diodowe źródła światła (LED) przykładowe parametry LUXEON K2 LXK2-PW12-R00 Specifications Lumens: Max Continuous Current: Forward Voltage: mA mA 1500 ma 3.6 V Przykładowe parametry żarówka 60W [1]: Źródło światła Temp. barwowa [K] Moc [W] Trwałość [h] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna [lm/w] Żarówka ~ ~ Źródło: [1] Żagan W.: Podstawy techniki świetlnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005 Źródło: Informacje z: 13

14 LED Diodowe źródła światła (LED) przykładowe parametry LUXEON K2 Color Temperature CCT Color Min Typ Max Cool White 4500 K 6500 K K Neutral White 3500K 4100K 4500K Warm White 2650K 3000K 3500K Green, Cyan, Blue, Royal Blue, Red, Red Orange, Amber LED Diodowe źródła światła (LED) przykładowe parametry LUXEON K2 Color Temperature CCT Color Min Typ Max Cool White 4500 K 6500 K K Neutral White 3500K 4100K 4500K Warm White 2650K 3000K 3500K Green, Cyan, Blue, Royal Blue, Red, Red Orange, Amber 28 Źródło: Luxeon Technical Datasheet DS51: Power Light Źródło LUXEON K2 Źródło: Luxeon Technical Datasheet DS51: Power Light Źródło LUXEON K2 14

15 LED Diodowe źródła światła (LED) przykładowe parametry LUXEON K2 Color Min Typ Max Cool White 4500 K 6500 K K Color Temperature CCT LED Aplikacje lamp LED - oświetlenie dekoracyjne i iluminacje - podświetlenie LCD - światła samochodowe - lampy sygnalizacyjne, - lampy zasilane bateryjnie - zastąpienie żarówek - oświetlenie Neutral White 3500K 4100K 4500K Tj=25 C Warm White 2650K 3000K 3500K 29 Źródło: Luxeon Technical Datasheet DS51: Power Light Źródło LUXEON K2 15

16 LED Iluminacja obiektów architektonicznych Zasilanie lamp LED Zasilanie i regulacja strumienia świetlnego LED Iluminacja LED włączona LED ma napięcie ok. 3V i prąd mA. Prąd LED silnie zależy od napięcia, strumień świetlny od natężenia prądu LED zasilane są przeważnie przez układ kontroli prądu lub napięcia diody: - Nie występuje efekt migotania, - Duży zakres regulacji strumienia świetlnego, - Możliwa regulacja temperatury barwowej i koloru, - Zastosowanie układu PFC zmniejsza negatywne oddziaływanie lampy na system elektroenergetyczny, - W wielu przypadkach należy uwzględnić izolację niskonapięciowych układów z LED od sieci. line AC DC LED DRIVER Źródło: Zdjęcia ze stanowiska prezentera nowoczesnych systemów oświetleniowych firmy Philips wykonane w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Iluminacja LED wyłączona 31 CONTROL CIRCUIT: - DC voltage stabilisation - PFC DIMMING CONTROL Źródła: [1] Texas Instruments: Michael Day: TLC5940 PWM dimming provides superior color quality in LED video displays, 2Q 2006, 16

17 LED current LED current LED current LED current Zasilanie lamp LED LED Driver - PWM lub analogowy sposób regulacji strumienia Zasilanie lamp LED LED Driver regulacja strumienia świetlnego V F V F V F 1500 A 1500 A Analog dimming PWM dimming time time [1] analogowy sposób regulacji strumienia może spowodować zmianę koloru światła LED [2] R B1 R Bn Źródło napięcia i rezystor ograniczający: I LED =(V in -V F )/R Bn [1] R G PWM CONTROL I ref R sense [1] Źródło prądu stałego i modulacja prądu diod R B1 R Bn R G1 R Gn PWM CONTROL [2] Źródło napięcia, rezystor ograniczający. Modulacja prądu gałęzi z diodą 1500 A Analog dimming [2] 1500 A PWM dimming time 33 Źródło: [1] Texas Instruments: Mao Ye: Driving High-Current LEDs, Application Report SLVA265, January 2007 [2] Texas Instruments: Michael Day: TLC5940 PWM dimming provides superior color quality in LED video displays, 2Q 2006 Źródło: [1] Texas Instruments: Michael Day: LED-driver considerations, 1Q 2004 Analog Applications Journal 34 time 17

18 Zasilanie lamp LED LED Driver wymagania [1] Zasilanie lamp LED LED Driver Przekształtnik dc/dc typu Buck z kontrolą prądu [1] - Kontrola prądu diod, - Wysoka sprawność, - Regulacja PWM strumienia świetlnego, - Zabezpieczenie nadnapięciowe, - Kontrola braku obciążenia, - Niewielki rozmiar, Compare and PWMControl I ref R G R sense V F W układzie z przekształtnikiem typu buck, prąd diody ma przebieg o składowej stałej i trójkątnej - problem ze sterowaniem [1]. Zmniejszenie składowej trójkątnej przez zwiększenie częstotliwości impulsowania i zwiększenie wartości indukcyjności w obwodzie - Niski stopień komplikacji. Topologie przekształtnika, parametry elektryczne (napięcie wyjściowe, zakres napięcia wejściowego, natężenie prądu wyjściowego) zależą od aplikacji (ilość i moc diod LED, wymogi dla ściemniania i sterowania) i LED uds time Źródło: [1] Texas Instruments: Michael Day: LED-driver considerations, 1Q 2004 Analog Applications Journal Źródło: [1] Heinz van der Broeck, Georg Sauerlander, Matthias Wendt: Power driver topologies and control schemes for LEDs, Applied Power Electronics Conference, APEC 2007, Feb March , pp

19 Zasilanie lamp LED LED Driver - Przykład: LM3404/04HV 1.0A Constant Current Buck Regulator for Driving High Power LEDs Zasilanie lamp LED LED Driver - Przykład: LM3404/04HV 1.0A Constant Current Buck Regulator for Driving High Power LEDs 1.0A MOSFET w układzie scalonym Zakres VIN: 6V - 75V (LM3404HV) Wejście PWM Dimming i Low Power Shutdown Przebiegi prądu i napięcia diody: Vmax=3.7V Imax=500mA f=28.9khz Źródło: National Semiconductor, Chris Richardson: LM3404/LM3404HV Evaluation Board, AN-1545, 2008, 37 National Semiconductor, Chris Richardson, Driving LEDs: To Cap or Not to Cap, Power Designer, No. 116, Zdjęcie ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Źródło: [1] National Semiconductor, Chris Richardson: LM3404/LM3404HV Evaluation Board, AN-1545, 2008, [2] National Semiconductor, Chris Richardson, Driving LEDs: To Cap or Not to Cap, Power Designer, No. 116, Zdjęcie i pomiary ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, 19

20 Zasilanie lamp LED LED Driver Przekształtnik dc/dc typu Boost z kontrolą prądu [1] Compare and PWMControl I ref R G R sense V F W układzie z przekształtnikiem typu boost, prąd diody ma przebieg zbliżony do prostokątnego [1]. Zasilanie lamp LED LED Driver - Przykład: TPS61165 Boost Converter Zakres Vin: 3-V do 18-V 38-V Open LED Protection for 10 LEDs 1.2-A Switch FET (1.2-MHz Switching Frequency) Sprawność: powyżej 90% Wbudowana funkcja Soft Start 2 metody sterowania i LED time 39 Źródło: [1] Heinz van der Broeck, Georg Sauerlander, Matthias Wendt: Power driver topologies and control schemes for LEDs, Applied Power Electronics Conference, APEC 2007, Feb March , pp Źródło: Texas Instruments: High Brightness White LED Driver in 2mm x 2mm QFN Package, SLVS790 NOVEMBER

21 Zasilanie lamp LED LED Driver - Przykład: STEROWANIE 3 KOLOROWYMI DIODAMI PRZEZ UKŁADY TPS62260 TPS MHz, 600-mA step-down voltage converters: Zasilanie lamp LED Wykorzystanie diody LED RGB Elementy: STEVAL-ILL009V1 reference board STEVAL-ILL009V3 Load board Dioda czerwona, zielona i niebieska w jednej obudowie, bardzo blisko co daje inne możliwości aplikacyjne niż stosowanie oddzielnych diod kolorowych OSTAR projection module 700 ma, Źródło: Texas Instruments: TPS62260LED-338 Three-Color LED Driver Evaluation Module (EVM), User's Guide, Literature Number: SLVU240A 41 Źródło: STMicroelectronics Application Note AN2531: Generating multicolor light using RGB LEDs, May

22 Zasilanie lamp LED Wykorzystanie diody LED RGB OSTAR Projection LEATB A2A: 51 lm/w (amber), 86 lm/w (true green), 17 lm/w (blue) at 100 ma with lens Zasilanie lamp LED Wykorzystanie diody LED RGB [1] Aplikacje projektory aplikacje medyczne mikroskopy VMS (variable message signs) Źródło: OSRAM Opto Semiconductors. OSTAR Projection Lead (Pb) Free Product - RoHS Compliant LE ATB A2A, Źródło: [1] STMicroelectronics Application Note AN2531: Generating multicolor light using RGB LEDs, May 2007 [2] Zdjęcie ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, [2] 22

23 Wykorzystanie lamp LED Wykorzystanie lamp LED Zasilanie napięciem przemiennym Układy PFC Głównie układy zastępujące żarówki Zasilanie napięciem przemiennym Przykładowy układ zastępujący żarówkę Głównie układy zastępujące żarówki PFC Power Factor Correction układy o poprawionym współczynniku mocy: PF=P/S Singlestage flyback (isolated) PFC converter Dlaczego PFC? - mniejsza wartość skuteczna prądu sieci, - mniejsza zawartość harmonicznych, - typowo PF ( ), THD (> 100%) dla prostownika diodowego z kondensatorem, a PF=0.99 dla układu PFC [1]. - mniejsze straty energii w sieci i transformatorach, - mniejsze obciążenie przewodu neutralnego w układach trójfazowych, - mniejsze oddziaływanie na pracę silników. PF=P/(U S I S ) I S =P/(PF U S ) [2] U S, I S wartości skuteczne prądu i napięcia sieci Źródło: [1] STMicroelectronics App. Note AN993: ELECTRONIC BALLAST WITH PFC USING L6574 AND L6561, May 2004 [2] Fairchild Power Factor Correction (PFC) Toolkit, from Źródło: Texas Instruments: LED Reference Design Cookbook, Texas Instruments 4Q

24 Wykorzystanie lamp LED Zasilanie napięciem przemiennym LED 230V u LED, i LED Parametry źródeł światła Porównanie parametrów aplikacyjnych Typ lampy Topologia układu zasilania Implementacja opcji ściemniania Szybkość załączania P prosty Trwałość [h] Żarowa P, ac P duża 750-1K Fluorescencyjna S, ac S 1sec 6K LED P, ~3V dc P największa 100K S skomplikowany [1] LED posiadają najbardziej efektywne możliwości sterowania kolorem światła lampy [1] Seoul Semiconductor, Acriche Technical Data Sheet [2] Zdjęcia i pomiary ze stanowiska laboratoryjnego w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, 48 Źródło: [1] Y.K. Cheng, K.W.E.Cheng: General Study for using LED to replace traditional lighting devices, nd International Conference on Power Electronics Systems and Applications 24

25 Efektywność energetyczna źródeł światła Sprawność źródeł światła [1] Typ lampy Straty energii wypromieniowane [%] Straty cieplne [%] Żarowa Fluorescencyjna LED Sterowanie oświetleniem Kryterium: -Ilość sterowanych lamp -Odległość -Szybkość zmiany światła lamp -Dostępna infrastruktura (np. przewody) Przykładowe technologie komunikacji: -Dali (1.2 Kbps, 300m, 64 niezależne punkty, 4 przewodowy, dwukierunkowa komunikacja) -DMX512 (250 Kbps, 1200m, 512 niezależnych punktów, 4 przewodowy) -Bezprzewodowa (>250Kbps, do 75m) 49 Źródło: [1] Y.K. Cheng, K.W.E.Cheng: General Study for using LED to replace traditional lighting devices, nd International Conference on Power Electronics Systems and Applications Źródło: Ashish Garg, Mukund Krishna: LIGHTING CONTROLINTERFACES, CYPRESS SEMICONDUCTOR Webinar, 6/10/