Pencahayaan elektrik telah menjadi teknologi yang mustahak kepada masyarakat moden. Memandangkan peningkatan kebimbangan mengenai isu-isu alam sekitar dan penjimatan tenaga, diod-pemancar-cahaya (LED) telah menjadi tumpuan penyelidikan kerana ciri-ciri penyingkiran merkuri dan kecekapan tenaga yang tinggi berbanding lampu-lampu konvensional. Aspek prestasi pencahayaan LED adalah berkait dengan pemacu LED, jadi penukar yang sesuai perlu direka untuk memberi kuasa kepada LED dengan faktor kuasa pemasukan yang baik dan kecekapan yang tinggi. Untuk mencapai elemen-elemen ini, penukar arus ulang-alik kepada arus terus (AU-AT) satu-peringkat dengan pembetulan faktor kuasa (PFC) adalah dicadangkan sebagai pemacu LED untuk penggunaan pencahayaan jalan. Dalam topologi ini, sepasang litar boost yang berkongsi induktor tunggal digabungkan sebagai peringkat PFC dan kemudian disepadukan dengan tetimbang separuh LLC penukar salunan. Tiga jenis litar penerus dicadangkan bagi pembetulan pada sisi-menengah; gelombang-penuh tetimbang penerus, gelombang-penuh voltan pendua penerus dan dua gelombang-separuh penerus. Kesemua litar penerus mempunyai kelebihan masing-masing dan menghapuskan keperluan pengubah pusat-tetapan dalam reka bentuk litar. Suis kuasa dipandu oleh voltan-tinggi pengawal salunan IC L6598 dengan hampir 0.5 kitaran tugas dan masa selang yang kecil. Kesemua pemacu-pemacu LED yang dicadangkan telah diuji di dalam makmal untuk membekalkan 12 LED berkuasa tinggi dari pemasukan ac voltan 240-V. Dari keputusan perbandingan, pemacu LED yang menggunakan gelombang-penuh voltan pendua penerus telah menunjukkan prestasi yang paling baik, diikuti oleh pemacu LED yang menggunakan gelombang-penuh tetimbang penerus dan kemudian pemacu LED yang menggunakan dua gelombang-separuh penerus. Faktor kuasa yang tertinggi diukur adalah hampir kesepaduan pada 0.99, jumlah herotan harmonik (THD) yang terendah ialah 13.8%, kecekapan yang tertinggi ialah 93.39% dan bas voltan yang terendah ialah 330-V. Pembetulan faktor kuasa telah berjaya dicapai dan kecekapan penukaran yang tinggi telah diperolehi kerana ciri-ciri pensuisan lembut oleh pemacu LED. Tekanan voltan pada kapasitor bas telah dikurangkan kepada 1.36 kali daripada puncak-voltan-pemasukan. Keupayaan malapan juga telah dicapai. Akhir sekali, pengurangan muatan kapasitor penyimpanan telah berjaya dengan riak arus keluaran dalam julat yang boleh diterima untuk pencahayaan LED tanpa kerlipan.
__________________________________________________________________________________
Electrical lighting has been an important technology to modern society. Given the increasing concerns about environmental and energy saving issues, light-emitting-diode (LED) has become the research focus due to the features of mercury elimination and high energy efficiency compared to conventional lamps. Performance aspects of LED lighting are related with LED driver, thus an appropriate converter should be designed to power up the LEDs with good input power factor and high efficiency. To achieve these elements, single-stage alternating current to direct current (AC-DC) converter with power factor correction (PFC) is proposed as LED driver for application in street lighting. In this topology, a pair of boost circuits which share a single inductor are combined as a PFC stage and then integrated with half-bridge LLC resonant converter. Three kinds of rectifier circuits are proposed for the secondary-side rectification; full-wave bridge rectifier, full-wave voltage doubler rectifier and dual half-wave rectifiers. All rectifier circuits have their own advantages and remove the requirement of center-tapped transformer in circuit design. The power switches are driven by a high-voltage resonant controller IC L6598 with nearly 0.5 duty cycle and a small dead time. All proposed LED drivers have been tested in the laboratory for supplying 12 high-power LEDs from ac input voltage of 240-V. From the comparison results, LED driver using full-wave voltage doubler rectifier has shown the best performances, followed by LED driver using full-wave bridge rectifier and then LED driver using dual half-wave rectifiers. The highest power factor measured is almost unity at 0.99, the lowest total harmonic distortion (THD) is 13.8%, the highest efficiency is 93.39% and the lowest bus voltage is 330-V. The power factor correction was successfully achieved and high conversion efficiency was obtained due to soft-switching characteristics of the LED driver. The voltage stress on bus capacitor is considerably reduced to 1.36 times of the input-peak-voltage. The dimming capability was also accomplished. Lastly, the minimization of storage capacitance was successful with an acceptable range of output current ripple for flicker-less LED lighting.
Single-stage led drivers based on integrated bcm boost and llc converters for street lighting_Nurul Asikin Zawawi_E3_2017_MYMY