Preview

Вестник Казахстанско-Британского технического университета

Расширенный поиск

НОВЫЙ ГИБРИДНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ДРАЙВЕР

https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-2-255-265

Аннотация

В работе предлагается новый гибридный светодиодный драйвер (hybrid LED driver). Гибридный светодиодный драйвер совмещает в себе принцип импульсного преобразования мощности, как в традиционном светодиодном драйвере (LED driver), с идеей переключения светодиодных линеек синхронно с входным напряжением, как в светодиодном модуле непосредственного включения в сеть (Direct ACLED module). Этот синтез обещает повысить эффективность и уменьшить электромагнитные помехи. Благодаря низким потерям мощности гибридный светодиодный драйвер привлекателен для интеграции в микросхему, что позволяет уменьшить размер и стоимость по сравнению с традиционными светодиодными драйверами, используемыми в настоящий момент. В гибридных светодиодных драйверах предшествующего уровня техники светодиоды работают в импульсном режиме переключения, что ограничивает эффективность из-за медленной работы светодиодов. Одновременно с этим интенсивность излучения таких светодиодов уменьшается в импульсном режиме. В предлагаемом новом драйвере исключен жесткий режим работы светодиодов, что повышает эффективность и уменьшает электромагнитные помехи. В статье дан анализ нового гибридного драйвера. Для подтверждения полученных результатов было проведено компьютерное моделирование с использованием специализированного программного обеспечения.

Об авторах

С. А. Оразбаев
Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Казахстан

PhD

050040, г. Алматы



Е. Ж. Джунусбеков
Казахстанско-Британский технический университет
Казахстан

050000, г. Алматы



А. А. Евлоев
Казахстанско-Британский технический университет
Казахстан

бакалавр

050000, г. Алматы



А. К. Курмашева
Казахстанско-Британский технический университет
Казахстан

бакалавр

050000, г. Алматы



Список литературы

1. Hwang S.-S., Hwang W.-S., Jang B.-J., Han S.-K. and Kang J.-I. (2014) Cost-effective single switch multi-channel LED driver. 2014 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, Antalya, Turkey, pp. 156–161. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2014.6980704.

2. Cardesín J., García-Llera D., López-Corominas E., Calleja A.J., Ribas J. and Gacio D. (2013) Low cost intelligent LED driver for public Lighting Smart Grids. 2013 International Conference on New Concepts in Smart Cities: Fostering Public and Private Alliances (SmartMILE), Gijon, Spain, pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/SmartMILE.2013.6708167.

3. Esteki M., Khajehoddin S.A., Safaee A. and Li Y. (2023) LED Systems Applications and LED Driver Topologies: A Review, IEEE Access, vol. 11, pp. 38324–38358. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3267673.

4. Jha A. and Kumar M. (2018) A wide range constant current LED driver with improved power quality and zero standby. 2018 IEEMA Engineer Infinite Conference (eTechNxT), New Delhi, India, pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/ETECHNXT.2018.8385327.

5. Menke M.F., Duranti J.P., Roggia L., Bisogno F.E., Tambara R.V. and Seidel Á.R. (2020) Analysis and Design of the LLC LED Driver Based on State-Space Representation Direct Time-Domain Solution. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 12, pp. 12686–12701. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.2995942.

6. Abdelmessih G.Z., Alonso J.M. and Tsai W.-T. (2019) Analysis and Experimentation on a New High Power Factor Off-Line LED Driver Based on Interleaved Integrated Buck Flyback Converter. IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 55, no. 4, pp. 4359–4369. https://doi.org/10.1109/TIA.2019.2910785.

7. Shao J. and Stamm T. (2012) A low cost high power factor primary regulated offline LED driver. IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Montreal, QC, Canada, pp. 4498–4502. https://doi.org/10.1109/IECON.2012.6389460.

8. Osram Licht AG. (2022) Reliability and lifetime of LEDs. Appl. Note 006. https://media.osram.info/media/img/osram-dam-2496614/AN006_Reliability_and_lifetime_of_LEDs.pdf

9. Zhang H. (2018) A Viable Nontesting Method to Predict the Lifetime of LED Drivers, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 6, no. 3, pp. 1246–1251. https://doi.org/10.1109/JESTPE.2018.2826364.

10. Barwar M.K., Sahu L.K. and Bhatnagar P. (2022) Reliability Analysis of PFC Multilevel Rectifier Based LED Driver Circuit. 2022 Second International Conference on Power, Control and Computing Technologies (ICPC2T), Raipur, India, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/ICPC2T53885.2022.9776846.

11. Demir M., Yildiz A.B. and Ağir T. (2018) Observation of the Effects of Electrostatic Discharge and Lightning Surge on the Reliability of a LED Circuit Driven by Half-Bridge Converter. 2018 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), Amalfi, Italy, pp. 1073–1078. https://doi.org/10.1109/SPEEDAM.2018.8445297.

12. Watté P., van Hees G., Engelen R., van Driel W.D. and Chen T. (2021) Reliability of Electronic Drivers: An Industrial Approach. 2021 18th China International Forum on Solid State Lighting & 2021 7th International Forum on Wide Bandgap Semiconductors (SSLChina: IFWS), Shenzhen, China, pp. 246–249. https://doi.org/10.1109/SSLChinaIFWS54608.2021.9675170.

13. Liu B., Qi J., Yin X. and Sun Y. (2020) Consistency and degradation of electrochemical double layer capacitors under calendar ageing. 2020 Global Reliability and Prognostics and Health Management (PHM-Shanghai), Shanghai, China, pp. 1–5, https://doi.org/10.1109/PHM-Shanghai49105.2020.9280955.

14. Dzhunusbekov E.J., Orazbayev S.A. (2020) Electrolytic capacitor life time calculation under varying operating conditions, Journal of Vibroengineering, vol 22, Issue 3, pp. 721–734. https://doi.org/10.21595/jve.2019.20733.

15. Awad K., Abdel-Rahim O., Gaafar M.A. and Orabi M. (2023) Design Methodology of an Electrolytic Capacitorless LED Driver Using SEPIC PFC Converter. 2023 IEEE Conference on Power Electronics and Renewable Energy (CPERE), Luxor, Egypt, pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/CPERE56564.2023.10119530.

16. Salazar-Pérez D., Ponce-Silva M., Alonso J.M., Aquí-Tapia J.A. and Cortés-García C. (2021) A Novel High-Power-Factor Electrolytic-Capacitorless LED Driver Based on Ripple Port, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 9, no. 5, pp. 6248–6258. https://doi.org/10.1109/JESTPE.2021.3066145.

17. Qu Y. and Qiu L. (2021) I2V2 Average Current Control for Modular LED Drivers, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, no. 1, pp. 78–82. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.3005571.

18. Valipour H., Rezazadeh G. and Zolghadri M.R. (2016) Flicker-Free Electrolytic Capacitor-Less Universal Input Offline LED Driver With PFC, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, no. 9, pp. 6553–6561. https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2504378.

19. Abdelmessih G.Z., Alonso J.M., Spode N. d. S. and M.A.D. Costa.(2020) Electrolytic-Capacitorless Off-Line LED Driver based on Integrated Parallel Buck-Boost and Boost Converter. 2020 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Detroit, MI, USA, pp. 1–7. https://doi.org/10.1109/IAS44978.2020.9334804.

20. Cao L., Zhu Y. and Wu H. (2020) A New Electrolytic Capacitor-less LED Driver with Coupled-Inductor. 2020 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), New Orleans, LA, USA, pp. 1537–1543. https://doi.org/10.1109/APEC39645.2020.9124527.

21. Abdelmessih G.Z., Alonso J.M., Spode N. d. S. and Costa. (2022) High-Efficient Electrolytic-Capacitor-Less Offline LED Driver With Reduced Power Processing, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 2, pp. 1804–1815. https://doi.org/10.1109/TPEL.2021.3108137.

22. Hongbo Gao et al. (2015) An electrolytic-capacitorless and inductorless AC direct LED driver with power compensation. 2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), Taipei, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2015.7361491.

23. Hwu K.I. and Tu W.C. (2023) Controllable and Dimmable AC LED Driver Based on FPGA to Achieve High PF and Low THD, IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 9, no. 3, pp. 1330–1342. https://doi.org/10.1109/TII.2012.2226042.

24. Chou H.-H. (2023) Design and Implementation of the Linear LED Driver, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 70, no. 3, pp. 1059–1063. https://doi.org/10.1109/TCSII.2022.3219226.

25. Zhang H. (2018) Developing highly reliable LED luminaries for high temperature applications using AC-direct driving LED technology. 2018 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), San Antonio, TX, USA, pp. 3466–3470. https://doi.org/10.1109/APEC.2018.8341602.

26. Li L., Gao Y. and Mok P.K.T. (2016) A multiple-string hybrid LED driver with 97% power efficiency and 0.996 power factor. 2016 IEEE Symposium on VLSI Technology, Honolulu, HI, USA, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/VLSIT.2016.7573396.

27. Dzhunusbekov E.J, Zhubatkhanova M.Sh. LED lighting apparatus with control, patent KZ32513, bul. 22, Nov. 30 2017.

28. Chong K.-H., Gao Y. and Mok P. K.T. (2021) A Customized AC Hybrid LED Driver With Flicker Reduction for High Nominal Range Applications, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 68, no. 5, pp. 1635–1639. https://doi.org/10.1109/TCSII.2021.3066416.


Рецензия

Для цитирования:


Оразбаев С.А., Джунусбеков Е.Ж., Евлоев А.А., Курмашева А.К. НОВЫЙ ГИБРИДНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ДРАЙВЕР. Вестник Казахстанско-Британского технического университета. 2024;21(2):255-265. https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-2-255-265

For citation:


Orazbayev S.A., Dzhunusbekov E.Zh., Evloev A.A., Kurmasheva A.A. A NEW HYBRID LED DRIVER. Herald of the Kazakh-British Technical University. 2024;21(2):255-265. (In Russ.) https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-2-255-265

Просмотров: 226


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-6688 (Print)
ISSN 2959-8109 (Online)