Analysis, Design, and Experimentation of a Dimmable Resonant-Switched-Capacitor LED Driver With Variable Inductor Control

Martins, Martinho A. S.; Perdigão, M. S.; Mendes, André M. S.; Pinto, Rafael A.; Alonso, J.M.

doi:10.1109/tpel.2016.2575918

Cited by 44 publications

(26 citation statements)

References 20 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Bu çalışmada değişken indüktörün temelleri ve çalışma prensipleri hakkında bilgi de verilmiştir [6]. Değişken indüktör yükseltici PFC (boost PFC) devrelerin düşük güçlerdeki verimini arttırmaya yönelik uygulamalarda [7]- [8], çok sıralı LED lambalar için dal akımlarının eşitlenmesinde [9]- [10], rezonans anahtarlamalı kondansatörlü LED sürücü devresinde ışık şiddetinin ayarlanmasında [11], tek kademeli LED sürücü devresinde ışık şiddetinin kontrol edilmesinde [12], elektronik balast kontrolünde [13], [14], [15], yüksek frekanslı rezonans güç devrelerinde [16], DC-DC dönüştürücülerde yumuşak anahtarlama sağlamada [17]- [18], düşürücü (buck) DC-DC dönüştürücü devresinin düşük ve orta yüklenme bölgelerindeki veriminin iyileştirilmesinde [19], yüksek güç yoğunluklu çift yönlü DC-DC dönüştürücünün geniş yük aralığında veriminin iyileştirilmesinde [20], elektrik güç sistemlerinde reaktif güç kompanzasyonu uygulamalarında [21]- [22] ve değişken hızlı motor sürücü devrelerinde daha iyi filtreleme ve sürüş etkisi elde etmek amacıyla kullanılmıştır [23]. Ahmed ve diğ.…”

Section: şEkil 1tipik Bir Inverter Devresine Ait Verim Eğrisi (Typicunclassified

Analysis of a Power Inverter Design Considering The Demand Characteristics of a House With Renewable Energy Sources

Selamoğulları

2020

Politeknik Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

Dünyamızın artan enerji gereksinimi yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Özellikle, güneş ve rüzgar enerjili güç sistemleri şebekeden bağımsız/şebeke bağlantılı evsel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip bir evde ihtiyaç duyulan sabit genlik ve frekansa sahip AC gerilimin elde edilmesinde bir evirici (inverter) devre kullanılmaktadır. Bir evin elektrik güç kullanımına ait ölçüm verisi incelendiğinde ev elektrik talebinin gün boyunca değişken olduğu ve büyük bir oranda düşük güçlerde kaldığı görülmüştür. Bu yüzden, böyle bir ev için inverter devresinin özellikle düşük güç bölgesindeki verimin iyileştirilmesi gereklidir. Bu çalışmada, inverter devresinde kullanılan LC filtre devresinde bulunan indüktör değerinin yük akımına göre değişken olmasının inverter devresinin verimi üzerine etkisi incelenmiştir. Kullanılan yöntemle inverter devresinden çekilen akımdaki dalgalanmanın düşürülebildiği ve inverter devresinin düşük güçlerdeki veriminin büyük oranda iyileştirilebildiği gösterilmiştir. Daha verimli bir inverter devresi ile yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerji daha etkin bir şekilde kullanılabilecektir. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, inverter tasarımı, evsel elektrik güç talebi, verim artışı, değişken filtre indüktansı.

show abstract

Section: şEkil 1tipik Bir Inverter Devresine Ait Verim Eğrisi (Typicunclassified

Analysis of a Power Inverter Design Considering The Demand Characteristics of a House With Renewable Energy Sources

Selamoğulları

2020

Politeknik Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Common applications for this device are: reactive power control [9], LED lighting and correspondent driver's control [7], [8], [10], [11], power factor correction [12] and current ripple reduction [13]. Laboratory experiments with VIs have been done with different magnetic core designs, in particular the double E [11], [12], [14], triple E [8] and toroid core design [3], [6], [13], [15]. The research done on the double toroid type has not explained its behaviour for different power levels.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental analysis of a DC current-controlled variable inductor in a DC-DC converter

Mendes

Baptista²,

Perdigão

et al. 2019

2019 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT)

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Estimados leitores Um pouco mais tarde que o habitual, pois os afazeres dos responsáveis pela edição da revista no fim de um ano letivo numa escola prestigiada de Engenharia são sempre muitos e complicados, voltamos à Vossa presença com mais uma edição da nossa revista Neutro-à-Terra. Estamos certos que a qualidade dos artigos publicados nesta edição seguramente que compensarão a curiosidade e o interesse de todos os nossos habituais leitores, que nos privilegiam com o seu interesse desde o início das nossas publicações. Já são 12 anos em que sem interrupções honramos o compromisso que temos convosco. Numa revista focada nas áreas de especialização da Engenharia Eletrotécnica, tem sido falha dos editores a não apresentação de um artigo técnico-científico que apresente de uma forma clara e suficientemente desenvolvida o funcionamento de um Sistema Elétrico de Energia, ou seja, a produção, o transporte e distribuição de energia elétrica que todos usufruímos diariamente nas nossas atividades. Esta falta é compensada nesta edição da nossa revista, com apresentação de um artigo muito interessante sobre a Rede Nacional de Transporte e o funcionamento do Sistema Elétrico de Energia Português, da autoria da Engenheira Célia Carneiro, Mestre em Engenharia Eletrotécnica pelo ISEP, e operadora responsável no Centro de Operações da Rede de Muito Alta Tensão, localizado em Vermoim. Os trabalhos de investigação desenvolvidos no ISEP, fundamentalmente no âmbito do desenvolvimento de Dissertações de Mestrado, permitem a realização de artigos científicos de elevada qualidade. Nesta edição publica-se dois artigos científicos em Inglês, "Syzing and Analisys of a Photovoltaic System for Self-Consumption" e "Solar Power Support Of Luxury Boat", mantendo assim o compromisso que temos em regularmente publicar artigos científicos em língua Inglesa, fundamentalmente destinados aos nossos leitores dos países Anglo-Saxónicos. Ainda neste âmbito, merece particular destaque um artigo científico publicado conjuntamente por 2 investigadores da WEG e do Departamento de Engenharia Eletrotécnica da Universidade de Coimbra, "Experimental Analysis of a DC Current-Controlled Variable Inductor in a DC-DC Converter". No âmbito das Máquinas Elétricas, como tem sido habitual nas nossas recentes edições, publica-se mais um interessante artigo da autoria do Engº Pedro Melo, neste caso sobre a "Evolução das Classes de Rendimento de Motores Elétricos", onde se apresenta uma síntese da evolução das classes de rendimento de motores elétricos de alcance internacional. Começando pelo acordo CE/CEMEP, no contexto europeu, referindo depois as sucessivas normas internacionais CEI, as quais traduzem a evolução da classificação IE. Nesta edição da nossa revista merecem ainda destaque alguns artigos de elevado valor técnico e científico. Apresenta-se um artigo sobre "Potencial Energético das Correntes de Maré na Ria de Aveiro", onde é feita uma abordagem ao aproveitamento da energia cinética existente no movimento de água induzido pela propagação das marés na produçã...

show abstract

“…At this juncture of the LED driver design-art, fully soft-switchingthe realization of soft-switching at every turn-on and turn-off of the power switchescannot be obtained by means of either ZCS or ZVS for two reasons [55], [56]. First, although ZCS can be realized at the turn-on of the high-side switch and the turn-off of the low-side switch, it conversely cannot be realized at the turn-off of the high-side switch and at the turn-on of the low-side switch.…”

Section: Figure 13 Switching Losses In a Typical Hard-switching Led mentioning

confidence: 99%

“…Consequently, as expected, our proposed design is the most power-efficient design. The next most-competitive design [55] embodies only ZVS, and does not feature ZCS. Consequently and as expected, its power-efficiency is lower than our proposed design but is higher than the hard-switching counterparts [5,64,111,125].…”

Section: Measurements and Benchmarkingmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Design and realization of high-performance LED drivers for automotive lighting applications

Qu¹

View full text Add to dashboard Cite

This Ph.D. program pertains to the design and monolithic realization of Light Emitting Diode (LED) drivers for automotive lighting where the imperative parameters are high power-efficiency and high reliability. The grand objectives thereto are substantial improved specifications over the state-of-the-art, including power-efficiency, reliability, current driving capability, and dimming range. To achieve the said grand objectives, the specific objectives are to decouple, and hence mitigate the following two major design trade-offs that limit the performance of contemporary automotive LED drivers. The first trade-off is between high reliability and high current driving capability, and applies to both single-phase and multi-phase LED drivers. Specifically, to achieve high current driving capability, the contemporary single-phase LED driver typically suffers from low reliability arising from large current ripples. On the other hand, the multi-phase LED driver is highly advantageous to provide high current driving capability, but suffers from low reliability because of the ensuing subharmonic oscillation. To decouple this limiting trade-off, we propose the design and monolithic realization of a novel Pulse-Width-Modulation (PWM)-based dual-phase LED driver in Global Foundries (GF) 130nm BCDLite process. To achieve high current driving capability, we adopt a dual-phase power stage. To achieve high reliability, we propose an Average Current Control to eliminate the subharmonic oscillation by considering the complete inductor-current profile vis-à-vis peak current adopted/reported elsewhere. To further improve the reliability, we propose an accuracy-enhanced current sensor to ascertain good current balance in the adopted dual-phase power stage. With measurements on our prototype LED driver ICs embodying our aforesaid adoption and vi proposed circuits, we demonstrate, to the best of our knowledge, for the first time that the trade-off between high reliability and high current driving capability is decoupled, i.e., an LED driver uniquely featuring high reliability, yet high current driving capability. The second trade-off is between high power-efficiency and wide dimming range. Specifically, a wide dimming range is derived by means of high switching frequency, hence the ensuing reduced settling time of the LED current. This, however, in turn leads to a degradation of the power-efficiency due to increased switching losses. To decouple this limiting trade-off, we propose the design and monolithic realization of a novel fully soft-switched LED driver in GF 130nm BCDLite process. We achieve wide dimming range by operating at high switching frequencies, but the high switching does not compromise the power-efficiency. Using a fully soft-switching approach, the ensuing switching losses are negligible. This is achieved by a proposed Hysteretic Soft-Switching Controller (HSSC) and proposed circuitries, i.e., a voltage detector, current sensor, and a level shifter. The HSSC enables complete soft-switching, including zerovoltage switc...

show abstract

Analysis, Design, and Experimentation of a Dimmable Resonant-Switched-Capacitor LED Driver With Variable Inductor Control

Cited by 44 publications

References 20 publications

Analysis of a Power Inverter Design Considering The Demand Characteristics of a House With Renewable Energy Sources

Analysis of a Power Inverter Design Considering The Demand Characteristics of a House With Renewable Energy Sources

Experimental analysis of a DC current-controlled variable inductor in a DC-DC converter

Design and realization of high-performance LED drivers for automotive lighting applications

Contact Info

Product

Resources

About