İç aydınlatmada led sürücülerinin güç optimizasyonu

Abstract

İnsanlığın enerjiye olan ihtiyacı gün geçtikçe artarken, enerji kaynaklarının önümüzdeki yıllarda talebi karşılamada yetersiz kalacağı öngörülmektedir. Ayrıca ülkemizde enerji ihtiyacının büyük bir çoğunluğu dış kaynaklardan karşılanmaktadır. Tamamına yakını ithal edilen doğal gazın yaklaşık yarısı elektrik enerjisine çevrilerek kullanılmaktadır. Bu sorunlar göz önüne alındığında enerji talebini karşılayacak kaynaklar oluşturmak kadar kullanılan enerjinin verimli hale getirilmesi ve tasarruf yapılması da önem arz etmektedir. Aydınlatmada kullanılan enerji, toplam tüketilen enerji göz önüne alındığında önemli bir yere sahiptir. Bu sebepten dolayı aydınlatmada da enerji tasarrufu yapılması ve daha verimli aydınlatma elemanlarının kullanılması büyük önem taşımaktadır. Yüksek verimliliğe sahip güç LED'leri konvansiyonel ışık kaynaklarına alternatif olarak üretilmiştir. Güç LED'lerinin çalışması için genellikle sabit akıma ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, düşük güçlerde akım sınırlamalı LED sürücüleri üzerinde çalışılmıştır. LED'in çalışabilmesi için gereken akımı sağlayan 3 farklı akım sürme yöntemi incelenmiştir. Bunlar; dirençle yapılan basit sürücü devreleri, LM117 regülatörü ile yapılan LED sürücüsü devreleri ve DC-DC düşürücü dönüştürücü temelli akım sınırlamalı LED sürücü devreleridir. Bu LED sürücü devrelerin simülasyonları hazırlanmış ve devrelerin simülasyonla analizleri yapılmıştır. Daha sonra, DC-DC düşürücü dönüştürücü temelli akım sınırlamalı LED sürücü devre uygulaması laboratuvar koşullarında gerçekleştirilmiştir. Devrenin verimlilik, giriş akımı, toplam devre kaybı, çıkış akımı ve güç değerleri üzerinde ölçümler yapılmıştır. Bu çerçevede sürücü devrelerin çıkış akımı ve verimlilikleri, enerji optimizasyonu yönünden incelenmiştir. Bu elektronik yapıdaki devrelerin verimlilikleri; simülasyon çalışmaları ve laboratuvar uygulamalarında elde edilen verilere göre oluşturulmuştur. Buna göre verimlilik değerlerinin simülasyon değerleri ile uyum sağladığı görülmüştür.

As humans' need for energy increases day by day, it is predicted that energy resources will not meet the demand in the forthcoming years. Additionally, most of the energy need of Turkey is met from external resources. Half of the natural gas almost all of which is imported is transformed into electrical energy. Taken these problems into account, efficient use and saving of used energy become as important as creating resources to meet the energy demand. Energy used for lighting has an important share in the total energy consumption. Therefore, energy used for lighting should be saved and more efficient components should be used in lighting. High efficiency power LEDs are currently manufactured as an alternative to conventional lighting resources. Generally, the constant current is needed for the operation of power LEDs. This study is on low power current limiting LED drivers. Three different current driving methods providing the current required for running LEDs were investigated. These are simple driver circuit with resistor, LED driver circuit with LM117 regulator, and DC-DC buck convertor based on current limiting LED driver circuit. Simulations of the current limiting LED driving circuits were prepared. The data from the simulation applications were obtained. Then, the applications of the DC-DC buck convertor based on current limiting LED driver circuit were conducted under laboratory conditions. The efficiency, the input current, the total circuit loss, the output power, and current of the circuit were measured. Output currents and efficiencies of these drive circuits were examined in terms of the energy optimization. Efficiencies of the circuits which have this electronic structure were determined according to the data obtained in the laboratory applications and the simulation studies. According to this, efficiency values and simulation values were determined to adapt.