Исследование и разработка направлений реализации высокоэффективных светодиодных светофоров

• Автор: Савельев, Евгений Олегович
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

* Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Обзор литературы по светодиодным светофорам

1.2 Цель диссертации и объект исследования

Глава 2. МНОГОЗНАЧНЫЙ ОДНОЛИНЗОВЫЙ СВЕТОФОР

2.1 Введение

2.2 Анализ эффективности излучения многокристального светодиодного устройства

2.3. Расчет теплопроводности и теплового сопротивления прожекторного многокристального светодиодного устройства в стационарном режиме
2.4 Выводы

Глава 3. ИНДУКТИВНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ДМ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТОФОРА

3.1 Введение

3.2 Анализ переходных процессов при произвольном включении светодиодов во вторичной цепи СУ СДМ светодиодного светофора
3.3 Расчет и анализ периода ограничения обратного тока на этапе переходных процессов во вторичной цепи СУ СДМ светодиодного светофора
3.4 Выводы
Глава 4. КОНДЕНСАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СВЕТО4 ДИОДНОЙ МАТРИЦЫ
4.1 Введение
4.2 Анализ импульсной конденсаторной СУ СДМ светодиодного светофора

4.3 Анализ переходных процессов в импульсной конденсаторной СУ СДМ светодиодного светофора
4.4 Анализ конденсаторной СУ постоянного тока СДМ светодиодного светофора
4.5 Выводы
Глава 5 СРЕДСТВА ДИАГНОСТИКИ И КОНТРОЛЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТОФОРОВ
5.1 Введение
5.2 Анализ передаточной характеристики регулируемого светодиодного светофора
5.3 Повышение точности и качества регулирования регулируемого светодиодного светофора
5.4 выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СДМ - светодиодная матрица
ССК- светодиодный светооптический комплект
* СД (LED) - светодиод
ФД - фотодиод
ЧП - четырехполюсник
ЗХ - зонная характеристика фотодиода
OCX — относительная спектральная характеристика
ДСН - режим двойного снижения напряжения
СМ - режим светомаскировки
ОСАР - оптическая САР
СУ - схема управления
к - постоянная Больцмана
Is - ток насыщения р-n перехода
ушж- коэффициент инжекции
Ьп- диффузионная длина электронов в р-области
L — диффузионная длина дырок в п-области
Ld— длина Дебая
• п,р -концентрация электронов и дырок
R,- прямое дифференциальное сопротивление диода
q - элементарный заряд
Тр_п- температура р-n перехода
ТА— температура окружающей среды
пп0,пр0- концентрация электронов в полупроводнике n-ир- типов соответственно в условиях термодинамического равновесия
р„а,Рр- концентрация дырок в полупроводнике п- и р- типов соответственно
в условиях термодинамического равновесия Я-длина волны излучения источника света (СД)
Еу— световая эффективность источника света Ру— световая мощность источника света РЕ- оптическая мощность источника света I* Ju (у) - функция Бесселя 1 рода М порядка,
YM (у) -функция Вебера W - функция Ламберта
тэр-эффективное время жизни носителей заряда

Глава 3. ИНДУКТИВНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ
СДМ СВЕТОФОРА
3.1 Введение
Идеальным источником электропитания для светодиодов является источник тока, у которого заданная величина тока не изменяется в процессе эксплуатации светофора, или изменяется по какому-либо закону (режимы ДСН и СМ). Принципиально подобные источники электропитания реализуются двумя основными методами.
Первый из них заключается в использовании активных резисторов, включаемых последовательно со светодиодами [17-18]. Величина сопротивления резисторов должна обеспечивать неизменность тока через светодиод при воздействии различных дестабилизирующих факторов, к которым, в первую очередь, относятся изменения характеристик светодиодов. Основным недостатком такого метода является невысокий КПД устройства и невоз-♦ можность достаточно точного выравнивания токов через параллельно включенные группы светодиод при малых энергетических затратах.
Второй метод основан на использовании для ограничения (задания) тока через светодиод реактивных элементов [59,60,65]. Наиболее традиционным видом практической реализации этого метода являются широко известные импульсные преобразователи или стабилизаторы, у которых выходным параметром является электрический ток, а не напряжение. Подобные стабилизаторы тока, в общем случае, могут быть параметрическими или компенсационными. Однако эти широко известные функционально законченные силовые импульсные устройства довольно сложны и использование их в устрой-» ствах СЦБ проблематично, в том числе и по соображениям надежности и
безопасности. Поэтому представляет интерес разработка упрощенных импульсных устройств с предъявлением к ним требований безопасности.