S OLID-STATE LEDs are expected to p

S OLID-STATE LEDs are expected to play a significant
role in lighting systems due to benefits such as improved
color rendering, efficiency, form factor, and operating temperature
range [2]–[6]. Although some trends in commercial highbrightness
LEDs are toward high-power, high-current devices,
most applications still require a large number of LEDs to be used
in a single system [7]–[11]. Typical solutions, especially when
operating from a high-voltage supply or the ac grid, place many
LEDs in a series string and regulate the string current [12]. Such
solutions require the use of high-voltage components operating
at a relatively low switching frequency from tens of kilohertz
to low hundreds of kilohertz in order to limit switching losses.
The high voltage and low frequency result in bulky inductors
designed for large applied volt-seconds. The integration of components,
such as power transistors and gate driver circuits, alsobecomes difficult and expensive. At the same time, these solutions
also risk losing an entire string of LEDs with the failure
of a single element.
As an alternative, a series-input-connected modular structure,
as shown in Fig. 1, enables the use of low-voltage ICs
and components over a scalable range of high dc input voltage
buses [13]. The low-voltage cells can operate efficiently at high
switching frequencies in the megahertz range using low-profile,
light-weight components that match well to the miniature packages,
which are typical of LEDs. It also becomes more feasible
to achieve a high level of monolithic integration. Furthermore,
this structure provides a possible method to respond to individual
LED failure by automatically detecting and shorting the
affected cell from the series system. The dc input line voltage
bus may be the output of a power factor correction (PFC) stage
in an offline ac application or a direct connection in a dc system
(e.g., stand-alone solar, aircraft, naval ships, or potential future
dc wiring in buildings).
One critical issue for the modular structure is distribution
of line voltage, which has been investigated for series-input
parallel-output converters in [14]–[18]. However, most approaches
require an additional control loop for the line voltage
sharing. The common duty cycle approach, introduced
in [19] and inherited in [20]–[23], achieved good line voltage
distribution.
The modular LED driver structure with converters operating
in discontinuous conduction mode (DCM) was reported recently[13]. The approach presented in [13] uses two control loops in
each module, and relies on communications between the cells
to tune the control loops based on relative cell power levels and
achieves proper input voltage sharing.
This paper introduces a series-input-connected modular structure
implemented by converter cells operating in continuous
conduction mode (CCM), with common duty cycle control approach
to automatically distribute the line voltage between the
cells. More efficient operation can be achieved with lower peak
currents by operating in CCM as opposed to DCM. In addition,
only one local feedback loop is necessary in the entire
system using the proposed method to achieve well-regulated
LED output currents. The system loop gain is close to that of
a single converter, and thus, easy to design and compensate.
Two drawbacks of the system include an increase in the number
of components that scales with the number of modules and the
requirement for communications between the series modules.
The effects are partially mitigated by reduced voltage ratings
that scale down with the number of modules and low isolation
requirements since communications occur only between neighboring
modules.
This paper is organized as follows. Section II presents a description
of the overall system and dc operation. Section III
provides the analyses of the small-signal transfer function for
the system and considerations for compensator design. The LED
failure mode is introduced in Section IV. Experimental results
for a 25-W three-cell system with 9 Luxeon K2 high-brightness
LEDs are given in Section V, demonstrating line voltage sharing,
output current copying, and LED failure response.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

S OLID สถานะไฟ Led จะต้องเล่นเป็นสำคัญปรับปรุงบทบาทในแสงสว่างระบบเนื่องจากผลประโยชน์เช่นสีแสดง ผล ประสิทธิภาพ ปัจจัยรูปแบบ และอุณหภูมิช่วง [2] – [6] แม้ว่าบางแนวโน้มในทางการค้า highbrightnessไฟ Led จะต่ออุปกรณ์กำลังแรงสูง สูงปัจจุบันส่วนใหญ่ยังคงต้องใช้ไฟ Led ที่จะใช้เป็นจำนวนมากในระบบเดียว [7] – [11] วิธีแก้ไขปัญหาทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปฏิบัติจากซัพพลายแรงดันสูงหรือเส้น ac วางมากไฟ Led ในชุดสายอักขระ และควบคุมสายปัจจุบัน [12] ดังกล่าวโซลูชั่นต้องใช้ส่วนประกอบแรงสูงที่ทำงานความถี่ค่อนข้างต่ำเปลี่ยนจากสิบ kilohertzถึงต่ำ kilohertz เพื่อจำกัดการขาดทุนสลับกันแรงดันสูงและความถี่ต่ำที่ส่งผลในประเทศขนาดใหญ่ออกแบบขนาดใหญ่ใช้โวลต์วินาที รวมส่วนประกอบพลังงาน transistors และวงจรควบคุมประตู alsobecomes ยาก และราคาแพง ในเวลาเดียวกัน โซลูชั่นเหล่านี้นอกจากนี้ความเสี่ยงที่สูญเสียทั้งสตริงของ Led กับความล้มเหลวขององค์ประกอบเดียวกันเป็นทางเลือก ชุดป้อนข้อมูลเชื่อมต่อโมดูลาร์โครงสร้างแสดงใน Fig. 1 ช่วยให้การใช้ ICs แรงดันต่ำและสามารถต่อขยายช่วงของแรงดันไฟเข้า dc สูงรถโดยสารประจำทาง [13] เซลล์ที่แรงดันต่ำสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สูงสลับความถี่ในช่วงเมกะเฮิร์ตซ์ใช้โปรไฟล์ต่ำส่วนประกอบน้ำหนักเบาที่ดีบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กซึ่งเป็นปกติของ Led มันยังจะเป็นไปได้มากขึ้นเพื่อให้บรรลุในระดับสูงรวมเสาหิน นอกจากนี้โครงสร้างนี้แสดงวิธีการได้ตอบสนองในแต่ละความล้มเหลวของ LED โดยตรวจหาโดยอัตโนมัติ และ shorting ด้วยการเซลล์ที่ได้รับผลกระทบจากระบบชุด แรงดันสายเข้า dcรถอาจจะแสดงผลของขั้นการแก้ไข (PFC) ปัจจัยพลังงานในโปรแกรมประยุกต์แบบออฟไลน์ ac หรือการเชื่อมต่อโดยตรงในระบบ dc(เช่น แสงอาทิตย์ บินเดี่ยว กองทัพเรือ หรือศักยภาพในอนาคตdc สายในอาคาร)ปัญหาสำคัญหนึ่งสำหรับโครงสร้างแบบโมดูลาร์จะกระจายของแรงดันบรรทัด ซึ่งมีการตรวจสอบสำหรับชุดข้อมูลแปลงผลผลิตควบคู่กันใน [14] – [18] อย่างไรก็ตาม ที่สุดใกล้ต้องวนการควบคุมแรงดันไฟฟ้าบรรทัดใช้ร่วมกัน การทั่วไปภาษีรอบวิธี แนะนำ[19] และสืบทอดมาใน [20] - [23], รับแรงดันดีบรรทัดการกระจายงานโครงสร้างโปรแกรมควบคุม LED โมดุล ด้วยตัวปฏิบัติการจึงไม่ต่อเนื่องใน โหมด (DCM) รายงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ [13] วิธีการนำเสนอใน [13] ใช้ควบคุมการวนรอบที่สองในแต่ละโมดูล และอาศัยการสื่อสารระหว่างเซลล์ฟังลูปควบคุมตามระดับพลังงานเซลล์แบบสัมพัทธ์ และได้รับแรงดันอินพุตที่เหมาะสมร่วมกันเอกสารนี้แนะนำเป็นชุดป้อนข้อมูลเชื่อมต่อโมดูลาร์โครงสร้างดำเนินการ โดยเซลล์แปลงปฏิบัติการในอย่างต่อเนื่อง(CCM), โหมดการนำวิธีควบคุมวงจรภาษีทั่วไปการกระจายแรงดันระหว่างบรรทัดโดยอัตโนมัติเซลล์ การดำเนินงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นสามารถทำได้กับช่วงล่างกระแส โดยปฏิบัติการใน CCM ตรงข้ามกับเรา นอกจากนี้วนผลป้อนกลับในเครื่องเดียวเป็นสิ่งจำเป็นในทั้งหมดโดยใช้วิธีการนำเสนอเพื่อให้ห้องควบคุมระบบLED แสดงผลกระแส ระบบวนกำไรเป็นของแปลงเดียว จึง ง่ายต่อการออกแบบ และชดเชยข้อเสียทั้งสองระบบรวมเพิ่มจำนวนคอมโพเนนต์ที่ปรับขนาด ด้วยจำนวนของโมดูลและความต้องการสำหรับการสื่อสารระหว่างโมดูลชุดการผลจะบรรเทา โดยแรงดันที่ลดลงบางส่วนมาตราส่วนที่ลง ด้วยจำนวนของโมดูลและแยกต่ำความต้องการเนื่องจากการสื่อสารเกิดขึ้นเฉพาะระหว่างเพื่อนบ้านโมดูลเอกสารนี้มีการจัดระเบียบดังนี้ ส่วนที่สองแสดงคำอธิบายการรวมระบบและ dc ดำเนินการ ส่วนที่ IIIช่วยให้การวิเคราะห์ของฟังก์ชันถ่ายโอนสัญญาณขนาดเล็กสำหรับระบบและพิจารณาออกแบบ compensator LEDมีการแนะนำโหมดความล้มเหลวในส่วน IV ผลการทดลองสำหรับระบบสามเซลล์ 25 W กับ 9 Luxeon K2 สูงความสว่างไฟ Led จะได้รับในส่วน V เห็นเส้นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ร่วมกันผลผลิตปัจจุบันคัดลอก และตอบสนองต่อความล้มเหลวของ LED

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไฟ LED S-OLID รัฐที่คาดว่าจะเล่นอย่างมีนัยสำคัญที่มีบทบาทในระบบไฟเนื่องจากผลประโยชน์เช่นการปรับปรุงการแสดงผลสีมีประสิทธิภาพปัจจัยรูปแบบและอุณหภูมิในการทำงานช่วง[2] - [6] แม้ว่าแนวโน้มบางอย่างในเชิงพาณิชย์ highbrightness ไฟ LED ที่มีต่อพลังงานสูงอุปกรณ์สูงในปัจจุบันการใช้งานส่วนใหญ่ยังคงต้องมีจำนวนมากของไฟLED เพื่อนำไปใช้ในระบบเดียว[7] - [11] การแก้ปัญหาโดยทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการดำเนินงานจากแหล่งจ่ายแรงดันสูงหรือตาราง ac วางหลายไฟLED ในสตริงชุดและควบคุมสตริงปัจจุบัน [12] เช่นการแก้ปัญหาต้องใช้ส่วนประกอบแรงดันสูงในการดำเนินงานที่ความถี่เปลี่ยนค่อนข้างต่ำจากนับกิโลเฮิรตซ์ไปหลายร้อยต่ำของกิโลเฮิรตซ์เพื่อจำกัด การเปลี่ยนการสูญเสีย. แรงดันสูงและผลความถี่ต่ำในการเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาสำหรับใช้ขนาดใหญ่โวลต์วินาที. การรวมกลุ่มของส่วนประกอบเช่นทรานซิสเตอร์และวงจรขับรถประตู alsobecomes ยากและราคาแพง ในขณะเดียวกันการแก้ปัญหาเหล่านี้ยังมีความเสี่ยงที่จะสูญเสียสตริงทั้งหมดของไฟ LED ที่มีความล้มเหลวขององค์ประกอบหนึ่ง. เป็นทางเลือกที่เชื่อมต่อชุดอินพุตโครงสร้างแบบแยกส่วนดังแสดงในรูป 1, ช่วยให้การใช้งานของวงจรรวมวงจรไฟฟ้าแรงดันต่ำและส่วนประกอบในช่วงที่ปรับขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงรถ[13] เซลล์ไฟฟ้าแรงดันต่ำสามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพที่สูงความถี่ในการเปลี่ยนเมกะเฮิรตซ์ช่วงใช้ low-profile, ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบาที่ตรงกับดีแพคเกจขนาดเล็ก, ซึ่งเป็นปกติของไฟ LED นอกจากนี้ยังเป็นไปได้มากขึ้นเพื่อให้บรรลุในระดับสูงของการรวมกลุ่มเสาหิน นอกจากนี้โครงสร้างนี้มีวิธีการที่เป็นไปได้ที่จะตอบสนองให้กับบุคคลล้มเหลวLED โดยอัตโนมัติการตรวจสอบและ shorting มือถือได้รับผลกระทบจากระบบซีรีส์ แรงดันไฟฟ้าที่สายการป้อนข้อมูล dc รถอาจจะมีการส่งออกของการแก้ไขปัจจัยอำนาจ (PFC) ขั้นตอนในโปรแกรมประยุกต์ac ออฟไลน์หรือการเชื่อมต่อโดยตรงในระบบดีซี(เช่นสแตนด์อะโลนแสงอาทิตย์อากาศยานเรือเรือหรือมีศักยภาพในอนาคตสายไฟกระแสตรง. ในอาคาร) ปัญหาหนึ่งที่สำคัญสำหรับโครงสร้างแบบแยกส่วนคือการกระจายของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการตรวจสอบสำหรับชุดอินพุตแปลงขนานในการส่งออก[14] - [18] อย่างไรก็ตามวิธีการส่วนใหญ่ต้องมีการควบคุมวงเพิ่มเติมสำหรับสายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ร่วมกัน วิธีการที่รอบการทำงานร่วมกันแนะนำใน [19] และได้รับการถ่ายทอดใน [20] - [23] ประสบความสำเร็จแรงดันไฟฟ้าที่ดีกระจาย. แบบแยกไฟ LED โครงสร้างขับรถกับแปลงการดำเนินงานในโหมดการนำต่อเนื่อง(DCM) เมื่อเร็ว ๆ นี้มีรายงาน [13] วิธีการที่นำเสนอใน [13] ใช้สองลูปควบคุมในแต่ละโมดูลและต้องอาศัยการสื่อสารระหว่างเซลล์ในการปรับแต่งลูปควบคุมขึ้นอยู่กับระดับพลังงานเซลล์ญาติและประสบความสำเร็จร่วมกันแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม. กระดาษนี้จะแนะนำแบบแยกส่วนชุดการป้อนข้อมูลที่เชื่อมต่อ โครงสร้างการดำเนินการโดยเซลล์แปลงอย่างต่อเนื่องในการดำเนินงานในโหมดการนำ(CCM) ด้วยวิธีการควบคุมรอบการทำงานร่วมกันโดยอัตโนมัติกระจายแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์ การดำเนินงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นสามารถทำได้ด้วยการที่ต่ำกว่าจุดสูงสุดของกระแสโดยการดำเนินงานใน CCM เมื่อเทียบกับ DCM นอกจากนี้เพียงคนเดียวที่ห่วงความคิดเห็นในท้องถิ่นเป็นสิ่งที่จำเป็นในทั้งระบบโดยใช้วิธีการที่นำเสนอเพื่อให้เกิดความเป็นอยู่ที่ดีการควบคุมกระแสเอาท์พุทLED กำไรห่วงระบบอยู่ใกล้กับที่แปลงเดียวและทำให้ง่ายต่อการออกแบบและชดเชย. สองข้อบกพร่องของระบบรวมถึงการเพิ่มขึ้นในจำนวนของชิ้นส่วนที่ตาชั่งที่มีจำนวนของโมดูลและความต้องการสำหรับการสื่อสารระหว่างซีรีส์โมดูล. ผลจะลดลงบางส่วนจากการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงที่ขนาดลงมีจำนวนของโมดูลและการแยกต่ำความต้องการตั้งแต่การสื่อสารเกิดขึ้นระหว่างเพื่อนบ้านโมดูล. กระดาษนี้จะมีการจัดระเบียบดังต่อไปนี้ ส่วนครั้งที่สองนำเสนอรายละเอียดของระบบโดยรวมและการดำเนินงาน dc ส่วนที่สามให้การวิเคราะห์ของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนสัญญาณขนาดเล็กสำหรับระบบและการพิจารณาสำหรับการออกแบบชดเชย ไฟ LED โหมดความล้มเหลวที่จะนำมาใช้ในส่วนที่สี่ ผลการทดลองสำหรับ 25-W ระบบสามเซลล์กับ 9 Luxeon K2 ความสว่างสูงไฟLED จะได้รับในมาตรา V แสดงให้เห็นถึงการแบ่งปันแรงดันไฟฟ้า, การส่งออกในปัจจุบันการคัดลอกและการตอบสนองความล้มเหลว LED

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไฟ LED ของ olid-state คาดว่ามีบทบาทสำคัญในระบบแสงสว่างเนื่องจากประโยชน์

สีเช่นการปรับปรุงการแสดงผล ประสิทธิภาพ ปัจจัยรูปแบบและการดำเนินงานอุณหภูมิ
[ 2 ] และ [ 6 ] แม้ว่าแนวโน้มบางอย่างใน highbrightness
พาณิชย์เป็นทางสูง อุปกรณ์ปัจจุบันสูง
โปรแกรมส่วนใหญ่ยังคงต้องการเป็นจำนวนมากของไฟ LED เพื่อใช้ในระบบเดียว
[ 7 ] - [ 11 ]ปกติโซลูชั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ
ปฏิบัติการจากไฟฟ้าแรงสูงอุปทานหรือตาราง AC สถานที่มากมาย
LEDs ในชุดสตริงและควบคุมสตริงในปัจจุบัน [ 12 ] เช่น
โซลูชั่นต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงส่วนประกอบปฏิบัติการ
ที่ค่อนข้างต่ำเปลี่ยนความถี่จากหลายสิบกิโลเฮิร์ตซ์
น้อยร้อยกิโลเฮิร์ตซ์เพื่อจำกัดขาดทุนสลับ .
แรงดันสูงและความถี่ต่ำผลขนาดใหญ่ inductors
ออกแบบขนาดใหญ่ใช้โวลต์วินาที รวมของส่วนประกอบ เช่น ทรานซิสเตอร์เพาเวอร์
และวงจรขับเกต alsobecomes ยากและมีราคาแพง ในเวลาเดียวกัน โซลูชั่นเหล่านี้
ยังเสี่ยงสูญเสียทั้งสตริงของไฟ LED กับความล้มเหลวขององค์ประกอบเดียว
.
เป็นทางเลือกที่ ชุดข้อมูลที่เชื่อมต่อโมดูลโครงสร้าง
ดังแสดงในรูปที่ 1 ให้ใช้แรงดันไอซี
และส่วนประกอบในช่วงยืดหยุ่นสูงแรงดันไฟฟ้า DC
รถโดยสาร [ 13 ] เซลล์สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูงแรงดัน
เปลี่ยนความถี่ในช่วงต่ำโดยใช้โปรไฟล์เมกะเฮิรตซ์ , น้ำหนักเบาส่วนประกอบที่ราคาดี

แพคเกจขนาดเล็ก ซึ่งเป็นปกติของไฟ LED มันก็กลายเป็นความเป็นไปได้มากกว่า
เพื่อให้บรรลุในระดับสูงของการรวมเสาหิน นอกจากนี้ โครงสร้างนี้มีวิธีการที่เป็นไปได้

นำความล้มเหลวเพื่อตอบสนองต่อบุคคลโดยอัตโนมัติการตรวจสอบและ shorting
มีผลต่อเซลล์จากระบบชุด สายแรงดัน DC input
รถอาจจะผลของปัจจัยอำนาจแก้ไข ( PFC ) เวที
ในออฟไลน์ AC โปรแกรมหรือการเชื่อมต่อโดยตรงในระบบ DC
( เช่นแบบพลังงานแสงอาทิตย์ , เครื่องบิน , เรือ หรือศักยภาพในอนาคต
DC การเดินสายไฟในอาคาร ) .
หนึ่งปัญหาสำคัญสำหรับโครงสร้าง modular มีการแจกแจง
สายแรงดัน ซึ่งได้สอบสวนชุดใส่
ขนานออกแปลงใน [ 14 ] - [ 18 ] แต่ส่วนใหญ่วิธี
ต้องลูปควบคุมเพิ่มเติมสำหรับสายแรงดัน
แบ่งปัน รอบหน้าที่ทั่วไปวิธีการแนะนำ
ใน [ 19 ] [ 20 ] และสืบทอดใน– [ 23 ] และประสบความสำเร็จดี

สายแรงดันกระจาย โมดูล LED Driver โครงสร้างกับแปลงปฏิบัติการ
ในโหมดการไม่ต่อเนื่อง ( DCM ) มีรายงานว่า เมื่อเร็ว ๆนี้ [ 13 ] วิธีการนำเสนอใน [ 13 ] ใช้สองควบคุมลูปใน
แต่ละโมดูล และอาศัยการสื่อสารระหว่างเซลล์
แต่งควบคุมลูปตามระดับเซลล์พลังงานสัมพัทธ์และ