FLORESAN LAMBA YERİNE KULANILABİLİR LED Lİ LAMBA

Transkript

1 FLORESAN LAMBA YERİNE KULANILABİLİR LED Lİ LAMBA Uğur İLERİ, Celal Zaim ÇİL, Göknur Cambaz BÜKE Çankaya Üniversitesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Bahar 2011 ÖZET Floresan lambalar civa buharı içerdiklerinden geri dönüşümlerinde sorunlar mevcuttur. Yüksek güçlü beyaz ışık yayan diyotlar (light emitting diode-led) kullanılarak floresan lamba yerine kullanılabilecek bir lamba geliştirilmiştir. Floresan lambanın vereceği ışık akısını sağlayan bu lambanın tasarımında güç kullanımı açısından da floresan lambadan daha verimli olması hedeflenmiştir. LED li lamba direk olarak şebeke elektriğine bağlanabilmekte, floresan lamba gibi bir başlatıcıya (starter) ve balasta ihtiyaç duymamaktadır. LED li lambanın istenen lümen değerini sağlaması için 25 adet 1W lık beyaz LED kullanılmıştır. LED li lambayı etkin bir şekilde sürmek için Supertex HV9910 entegre devresi içeren bir buck tipi regulator sürücü devresi tasarlanmıştır. Anahtar kelimeler : LED, floresan lamba, LED sürücü devresi, buck regülatör ABSTRACT Due to the mercury vapor they contain there are problems in recycling the fluorescent lamps. A retrofit lamp using high power white light emitting diodes (LED) is developed to replace the fluorescent lamp. It is aimed that the retrofit LED lamp, which provides the same light flux that a florescent lamp can provide, will also be more efficient than the florescent lamp regarding power consumption. The LED retrofit lamp could be directly connected to the power line with no need for a starter and ballast as the florescent lamp. The LED lamp is designed to have 25 white LEDs of 1 W to provide the lumen value required. For driving the

2 LED lamp efficiently a buck type driver regulator circuit is designed using a Supertex HV9910 IC. Keywords : LED, fluorescent lamp, retrofit, LED driver circuit, buck regulator 1. GİRİŞ Günümüzde elektrik enerji maliyetinin yüksek olmasından ve çevreci enerjiye duyulan talepten dolayı, genel aydınlatma sektörünün büyük firmaları, istenilen aydınlatma değerlerini sağlarken, daha az elektrik gücü tüketen LED li aydınlatma ürünleri geliştirmeye başlamışlardır. LED teknolojisi geleneksel aydınlatma kaynaklarına karşı potansiyel alternatiflerdir [1]. LED'li lambalar, standart floresanlara göre yaklaşık %50 civarında enerji tassarufu sağlarlar [2]. LED'li lambaların ömürleri saat olup standart floresanlara göre 7-8 yıl daha uzun ömürlüdürler [3]. LED'ler floresan lambalar gibi ultraviyole ve infrared ışınlar yaymaz ve ayrıca civa buharı gibi zararlı gazlar içermedikleri için çevre dostudur [4]. LED li lambaların diğer önemli bir artısı da yaydığı ışığın kararlı olması ve ışık şiddetinde titreme (flicker) yapmamasıdır. Floresan ve tasarruflu akkor ampuller gözün algılayamayacağı şekilde titreme yapar bu da göz sağlığı için zararlıdır. Standart aydınlatma ürünleri ile LED kullanılan aydınlatma ürünlerinin bir karşılaştırılması Tablo 1 de sunulmuştur. Tablo 1. Standart floresan ve LED li floresan lambanın karşılaştırılması [5]. Ürün 120cm, T8 standart floresan 120cm, LED tube (LED'li floresan) Toplam Tüketilen güç 43-44W 23-25W Işık akısı lümen lümen (Temmuz 2011) Ömür saat saat 2. STANDART FLORESAN LAMBA ALT YAPI ELEMANLARI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ Mevcut floresan lamba altyapısını kullanacağımız için öncelikle standart bir floresan lambanın çalışma prensibini özet olarak açıklamamız gerekir. Normal bir floresan lamba Şekil 1 de gösterildiği gibi balast, starter ve floresan tüpten oluşur.

3 Şekil 1. Standart Floresan Lamba Yapısı Devreye 220 Vac gerilim uygulandığında floresan tübü açık devre durumdadır ve akım daha düşük dirençli olan balast ve starter üzerinde akar. Starter içindeki Neon gazının deşarj olması ile akımı iletir ancak yapısındaki metal elektrodun geçen akımın ısıtması sonucu uzaması ile açık devre olur. Starterin akımı açıp, kapaması balast üzerinden darbeli akımın geçmesine ve bunun sonucunda bir indüktör olan balastın uçlarında yüksek gerilim oluşmasına neden olur. Oluşan bu yüksek gerilim floresan tüp içindeki gazı deşarj eder ve deşarj olan gaz nedeniyle tübün direnci düşer ve bundan böyle akım sürekli olarak tüp üzerinden akar ve floresan ışık yaymış olur. Tüp içerisindeki civa atomlarının yüksek voltajın etkisiyle uyarılıp, yüksek enerji seviyelerine çıkmaları sonucunda, normal enerji seviyesine geri dönerken yaydıkları ultraviyole fotonlar lambanın yüzeyine kaplanmış olan fosfor kaplamasındaki elektronları uyarır. Uyarılan elektronların eski enerji seviyelerine geri dönerken ürettikleri görünür bölgedeki fotonlar floresan lambada görünür ışık üretilmesini sağlar [6]. Balastlar elektromegnetik ve elektronik olarak çeşitli türde üretilebilmektedir. Elektronik balastlar ile güç faktörü düzeltmesi ve lambanın ışık gücünün kontrolu uzaktan kumandalı veya zaman programlı olarak da yapılabilmektedir [10,11]. Bu çalışmada geliştirilen LED li retrofit lamba devrede balast varken çalışacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu nedenle floresan lamba ile LED li retrofit lamba değiştirilirken balastın çıkarılması veya paralel kısa devre bir yol ile etkisiz hale getirilmesi gerekmektedir. 3. ÇÖZÜM YÖNTEMİ 3.1 LED li Floresan Lambada Kullanılacak Toplam LED Sayısının ve Çıkış Geriliminin Bulunması Bu çalışmada 1 Watt lık 350 ma de lumen ışık veren güçlü ışık yayan diyotlar kullanılmıştır (Power LED) [8]. Standart floresan lamba yerine, alt yapıyı değiştirmeden LED li floresan lamba tasarlandığı için 60 cm lik standart bir floresanın verdiği ışık şiddetini elde etmemiz gerekir. Bu boyutttaki standart bir floresan lamba (MASTER TL-D Reflex 18W/865 1SL) ortalama 1300 lümen ışık üretmektedir. [7].

4 Şekil 2. LED lerden geçen akımı ve üzerilerine düşen gerilimi ölçmek için kurulan devre Şekil 2 de verilen devrede LED lerden farklı değerlerde akım geçirilmiştir. 350 ma de LED lerin çok ısındığı farkedilmiş, bu durum LED lerin performansını olumsuz etkileyeceği için akım 200 ma de sabitlenmiştir. 200 ma de 1 adet LED ortalama 60 lümen foton akısı oluşturmaktadır [8]. Standart bir floresan lambanın yaklaşık 1300 lümen ışık verdiğini göz önünde bulundurursak, kullanacağımız toplam LED sayısı: 1300/60=21,6 ~ 25 (güvenli bölgede çalıştığımız için) (1) Aynı devreyi kullanarak elimizdeki LED lerden rasgele 10 adet seçerek herbiri için LED üzerine düşen eşik gerilimleri ölçülmüş ve Tablo 2 de belirtilmiştir. Tablo 2. Rastgele seçilen LED lerin üzerlerine düşen eşik gerilim değerleri Forward voltage V f1 V f2 V f3 V f4 V f5 V f6 V f7 V f8 V f9 V f V V V V V V V V V V V f-avg = (V f1 + V f2.. + V f10 ) / 10 = 2.96 V (2) Rasgele seçtiğimiz 10 adet LED in iletim gerilimleri (eşik değerlerinin) ortalama değeri, toplam LED dizin gerilimi (LED String Voltage) bulunurken kullanılacaktır. LED lerden eşit optik güç (lümen) alınabilmesi için eşit akım geçirilmesi gerektiği için, 25 adet LED seri bağlanılacak ve toplam dizin gerilim değeri aşağıdaki gibi olacaktır: Vo= 2.96 x 25 = 74 V (3) 4. LED SÜRÜCÜ DEVRELERİNİN VERİMLİLİĞİ

5 4.1 Çift Yönlü Doğrultucu ve Direnç ile LED lerin Sürülmesi Şekil 3. Çift yönlü doğrultucu (köprü doğrultucu) ve direnç kullanarak LED leri süren devre Şekil 3 te verilen devre şehir hattından gelen 50 Hz 220V AC gerilimi köprü diyotla çift yönlü doğrultarak direk LED lere göndermektedir. LED lerin üstünden istenen sabit akımı geçirmek (sınırlamak) için kullanılması gereken uygun direnç LED lere seri bağlanmıştır. LED lerde herhangi bir titreme (flicker) gözlenmemiştir. Fakat aşağıdaki hesaplarda görüldüğü gibi şebekeden fazla güç çekilmiştir. Floresan lamba yerine ondan daha fazla güç çeken bir devre içeren bir lamba kullanmak mantıklı değildir. Ayrıca devrenin verimliliği (efficiency) hesaplandığında % 23 çıkmıştır. Bu değer normal bir floresan lambanın verimlilik değerinin yaklaşık dörtte biridir. Ayrıca bu devrenin bir diğer dezavantajı ise olarak köprü diyotlardan gelen akım şebeke voltajının değişimine paralel olarak sürekli olarak değiştiği için kullanılan LED lerin ömrünü kısaltmasıdır [9]. Devrenin avantajı ise basitliği ve ucuzluğudur. Bu devrenin verimliliğini hesaplayacak olursak : I 0 = 0.2 A, V f = 74 V için P out = I 0 x V = 14.8 W (4) R = (V p 74 V) / 0.2 = 1573 Ω (5) I 0 = 0.2 A, V R = V = 237V (6) P R = I 0 x V R = 47.4 W (7) P total = P out +P R = = 62.2 W (8) Verimlilik = P out /P total = 14.8 / 62.2 = 23 % (9) Sonuç olarak verimlilik değerinin çok düşük çıkması ve sürekli olarak değişen akım LED lerinin ömrünü kısaltacağı için bu devreyi LED li floresan lamba tasarımında kullanmayı uygun bulmadık.

6 4.2 Doğrusal regülatör ile LED lerin Sürülmesi Şekil 4. LED lerin doğrusal regülatör ile sürülmesi Doğrusal regülatör Şekil-4 te görüldüğü gibi çift yönlü olarak doğrultulmuş gerilimi çıkışta sabit bir gerilime (DC Gerilim) dönüştürür. LED lerden geçen akımın değeri yine bir direnç ile belirlenir. Girişindeki gerilim ile çıkışındaki gerilim arasındaki fark doğrusal regulator üzerinde düşer. Bu nedenle önemli miktarda güç doğrusal regülatör üzerinde ısıya dönüştürülerek harcanır. Doğrusal regulatörlerde verimlilik %60 seviyelerini geçemez. Bu nedenle doğrusal regülatör LED li floresan lamba tasarımımızda kullanılmamıştır. 4.3 Anahtarlama Modlu Güç Kaynağı ile LED lerin Sürülmesi Anahtarlama modlu güç kaynakları (Switching Mode Power Supply-SMPS) giriş sinyalini bir anahtar vasıtası ile (genellikle bir MOSFET Tranzistör) açıp kapatarak çıkışa aktarırlar. Anahtarlama 100 KHz gibi hızlarda yapılabilir. Çıkış akımı bir dirençle sınırlanarak değil, bu anahtarlama sinyalinin aktif olduğu zaman (duty cycle) kontrol edilerek yani darbe genişliği modülasyonu (pulse width modulation- PWM) yöntemi ile yapılır. Regülasyon esnasında direnç kullanılmadığı, sadece indüktör (L) ve kapasitör (C) gibi reaktif elemanlar kullanıldığı için, ayrıca anahtarlama tranzistörü ON durumundayken üzerinde gerilim düşmediği, OFF durumundayken de içinden akım geçmediği için güç tüketmezler. Bu nedenle verimlilikleri çok yüksektir. Ancak, L ve C elemanları akım ve gerilim arasında faz farkı yarattığından ve girişten akımlar darbeler şeklinde çekildiğinden bu tip regülatörlerin güç faktörleri 1 den küçüktür. Bu nedenle, bu tip regülatörler bir uygulamda çok sayıda kullanıldığında, güç faktör düzeltmesi önlemine gerek duyulur. Güç faktörü düzeltmesinin de tasarlanacak LED sürücü devresi kapsamında bulunması bu durumlarda tercih edilen bir yaklaşımdır.

7 Şekil 5. SMPS modlu Buck tipi regulator kullanılarak LED leri süren devre SMPS modlu regülatörler giriş gerilimi çıkış geriliminden büyükse Buck Tipi, küçükse Boost Tipi, her iki durumda da çıkış gerilimi ve akımını regüle ediyorsa Buck-Boost veya SEPIC Tipi olarak isimlendirilir [10]. Şekil 5 teki devrede SMPS modunda çalışan bir buck regülator gösterilmiştir. LED li Floresan Retrofit Lambanın çıkış gerilimi şebeke tepe geriliminin çok altında olduğundan (311V giriş, 74V çıkış), ayrıca Buck regülatörlerin SMPS modlu regülatörler içinde en yüksek değere sahip olmasından (%98 ve üzeri) dolayı tasarımda Buck regülatör kullanmaya karar verdik. Bu amaçla uygun Buck Regülatörün tasarımı yapılmıştır [10]. 5. LED LAMBA İÇİN BUCK TİPİ LED SÜRÜCÜ DEVRE Buck tipi LED sürücüyü oluşturmak için piyasada yaygın ve düşük maliyetli olarak bulunabilen HV9910 tümleşik devresinin kullanılmasına karar verdik [13]. HV9910 yüksek gerilim kaynaklarını sabit akım kaynaklarına çevirerek bir veya birden fazla LED den oluşan LED dizinini sürmek için tasarlanmış bir tümleşik devredir. Bu devre LED sürücü kayıplarını en aza indirmek için bir indüktör ve harici anahtar ile darbe genişliği modülasyonu (PWM) yöntemini kullanır.

8 Şekil 6. LED leri PWM yaparak süren Buck tipi LED sürücü devresi ve HV9910 un iç yapısı LED lerin üzerinden akan akım artınca hassas direncin gerilim değeri (entegrenin CS bacağına bağlı olan R2 direnci) artar. Bu gerilim değeri HV9910 un kendi referans iç gerilim değeri ile karşılaştırılır (250mV). Bu gerilim değeri 250 mv tan büyük olduğu zaman, karşılaştırıcının çıkışı 1 olur, bu durum Flip-flop un girişini resetler. Flip flop un çıkışı 0 olur diğer bir deyişle gerilim değeri 0 olur (LOW). Bu durum MOSFET i kapatır (off). Bu yolla LED lerden geçen ortalama akım tekrar düşürülür. Bu durumun tersi meydana geldiğinde LED lerden geçen akım azaldığında, hassas direncin üzerinde düşen gerilim değeri azalır ( 250mV tan az). Böylelikle karşılaştırıcının değeri 0 olur. (LOW). R-S flip-flop unun R girişi LOW olduğu durumda MOSFET açık konuma geçer ve LED lerden geçen akım tekrar artar. Bu şekilde LED lerden geçen akım sabit tutulur. Akım değeri hassas direnc tarafından hissedilir. Biz hesaplarda hassas direnci 1 ohm aldık, böylelikle dirençten geçen akım 250 ma den büyük olduğu zaman 250 mv gerilim üretecek ve MOSFET açık devre olacaktır. Kısaca devremiz LED lerden geçen akımı 250 ma de sınırlandırmaktadır. 5.1 Buck Tipi LED Sürücü Devresi Tasarımı Hedeflenen Özellikler Giriş gerilimi: V g = 125 V 220 V rms, LED dizin gerilimi ya da çıkış gerilimi: V 0 = 75 V DC, LED akımı ya da çıkış akımı = I 0 = 200 ma, hedeflenen minimum verimlilik = 90 % olarak belirlenmiştir Anahtarlama frekansı (fs) ve direncin (R1) Secimi Anahtarlama frekansı indüktörün (L1) boyutunu belirler. Daha büyük anahtarlama frekansı daha küçük bir indüktör kullanılmasına neden olacaktır; fakat bu durumda devrede anahtarlama kayıpları artacaktır. Yüksek giriş gerilimli uygulamalarda tipik anahtarlama frekansı fs = 80 khz civarındadır. Zamanlama direncinin bunu başarabilmesi için 470 kilo ohm değerinde olacağı HV9910B nin veri föyünde yer almaktadır [13] Köprü diyotun ve Isıl direncin (Negative Temperature Coefficient- NTC) seçimi Köprü diyotun gerilim oranı giriş geriliminin maksimum değerine bağlıdır. 1.5 çarpım katsayısı ise bize %50 güvenlik payı sağlar.

9 (10) Akımın değeri minimum giriş geriliminde Buck LED sürücü tarafından çekilen en yüksek ortalama akıma bağlıdır. (11) (12) Bu tasarım için, 220 V AC (rms) şebeke gerilimi kullanılmış ve 600V, 1A'lik köprü diyot seçilmiştir. Termistör, devreye maksimum gerilim uygulandığında; ani akım, kararlı sabit akımın 5 katından daha fazla olmasın diye ani akımı sınırlar. İhtiyaç duyulan termistör direncininin değeri: (13) Bu sonuç bize 25C de 560 Ω luk direnç kullanılması gerektiğini göstermiştir. Hesaplamalara göre 0.2 A den yüksek RMS akım değerine sahip 560 Ω luk direnci olan termistör seçilmelidir; fakat daha da güvenli olması için uygulamada 120 Ω luk 1 A e kadar dayanıklı ısıl direnç kullanılacaktır Giriş kapasitörlerinin Seçimi (C1 ve C2) İlk tasarım kriteri maksimum LED dizin gerilimi minimum giriş geriliminin yarısından az olmalıdır. Bu durum kararlılık ihtiyacını sabit anahtarlama frekansında çalışırken karşılamaktadır. Daha önce gördüğümüz gibi, minimum doğru gerilim aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır: Vmin,dc = (14) Köprü diyotun çıkışında kullanılacak olan geciktirici kapasitör minimum AC giriş geriliminde hesaplanmak zorundadır. Kapasitör değeri şöyle hesaplanabilir: (15) Kapasitörün gerilim seviyesi giriş geriliminin tepe değerinden yüksek olmalıdır. (16) (17) 450 V 33 µf lık elektrolitik kapasitör seçilmiştir. Elektrolit kapasitörler gerilimi sabit tutmakta iyidir fakat bu tip kapasitörler yüksek eşdeğer seri direnç (Equivalent series resistance, ESR) değerlerine sahip olduklarından, buck tipi sürücü devresinden gelen yüksek frekanslı dalgalı

10 (ripple) akımı absorbe ederler. Gerekli olan yüksek frekans kapasitörünün değeri şu şekilde hesaplanır: (18) Bu tasarım örneğinde yüksek frekans kapasitörünün değeri 100 nf, 400V tur. Bu kapasitör, yüksek frekanslı akımı küçük bir alanda tutabilmek için PCB de L1 ve MOSFET e yakın bir yere yerleştirilmelidir İndüktörün Seçimi Kullanılan indüktörün değeri LED lerden geçmesine izin verilen dalgalı akımın seviyesine bağlıdır. +-15% dalgalanma, LED akımında kabul edilebilir varsayılır. İndüktör için bilinen denklem:. MOSFET in kapalı olduğu zaman düşünülerek, indüktörün LED lere sağladığı enerji; şeklinde hesaplanır.. Buradan indüktörün değeri Akımdaki dalgalanma ve (19) ile hesaplanır. Ayrıca buck tipi sürücü devresi için doluluk boşluk oranı (duty cycle) değeri olarak verilir. Bu yüzden MOSFET in kapalı olduğu durum (off-time) şeklindedir. Bu devrede standart olarak L1=20 mh alınmıştır. Bu değer hesaplanan değerden yüksek olacağı için akımdaki dalgalanma miktarı toplam %30 dan az olacaktır. Akımın tepe değeri ise 0.2 A ile %15 dalgalı akımın toplamına eşittir. (20) MOSFET (Q1) ve Diyotun (D1) Seçimi MOSFET tin kapalı (off) olduğu durumda D ve S arasında görülen tepe gerilimi değeri maksimum giriş gerilimine eşittir. %50 güvenlik payı kullanılarak, (21) MOSFET ten geçen maksimum RMS akım değeri, maksimum (%50) doluluk boşluk oranı değerine bağlıdır. Bu yüzden MOSFET teki akım:. (22)

11 Anahtarlamada kayıpları en aza indirmek için, hedeflenen ortalama akımın yaklaşık 3 katına dayanıklı MOSFET seçilmesi uygun olacaktır. Bu uygulama için 600V, > 1A MOSFET uygundur (STD2M60 rated 600V, 2A). Bu MOSFET in 2.8 Ω luk bir iletim direncine sahip olması ve akımın da %50 lik bir doluluk boşluk oranı bulunması nedeniyle MOSFET üzerinde 56 mw luk bir ısıl kayıp oluşacaktır. Diyotun tepe gerilim değeri MOSFET in gerilim değeriyle aynıdır. Ortalama diyot akımı değeri ise: (23) dir. (24) Indüktörde biriken enerjiyi MOSFET in kapalı olduğu durumda boşaltıp akımı tekrar şebekeye geri göndercek olan bu diyotun 600V, 1A e dayanacak özellikte seçilmesi uygun olur. Diyot olarak, hızlı çalışması ve düşük maliyeti nedeniyle UF4005 seçilebilir; ancak daha verimli ve emniyetli bir çalışma için STTHIR06 tipi diyot kullanılabilir Hassas Direncin Seçimi (R2) Hassas direncin (R2) değeri (25) ile belirlenir. Buna göre R2 = 1.08 Ω hesaplanır. Yaklaşık standart değer olarak da R2=1 Ω alınabilir LED Lİ Sürücünün Kurulması ve Test Edilmesi

12 Şekil 7. Tasarlanan LED li sürücü Yukarıdaki değerler hesaplandıktan sonra Şekil 7 deki devre kurulmuştur. Ayrıca HV9910 un CS bacağına bağlanan kapasitör ile aynı bacakta oluşabilecek yüksek frekanslı ani voltaj sıçramaları da filtrelenmiştir. Bu yüksek frekanslı voltaj sıçramaları, eğer uygun şekilde süzülmezse, MOSFET i düzensiz bir şekilde anahtarlayarak entegrenin zarar görmesine neden olabilir. Devre, Şekil 8 de görüldüğü gibi bir test düzeneği üzerine kurularak test edilmiş ve LED lerin istenen ışık akı değerini verecek şekilde güvenle çalıştığı gözlenmiştir. HV9910, teknik veri föyünde belirtildiği şekilde, 450V voltaj seviyesine kadar çalışabilir. Ancak devrenin etkinliğini artırmak için herhangi bir trafo veya direnç kullanılmadığından, voltaj seviyelerinde olabilecek ani yükselme veya sıçramaların HV9910 tümleşik devresine zarar verebildiği ve devrenin kolayca zarar görebildiği anlaşılmıştır. C 4 kondansatörü, şebeke tarafına bağlanan 1mH ve 100 nf lık LC devresi voltaj değerlerindeki ani yükselişlerin HV9910 tümleşik devresine zarar vermesini önlemek amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca seçilecek MOSFET in düşük yük seviyelerinde (pc) sürülebilecek bir tranzistör olmasına dikkat etmek gerekmektedir. Tranzistörün sürülmesinde yaşanabilecek zorluklar da HV9910 tümleşik devresine zarar verebilmektedir. Bu haliyle, tasarlanan LED li sürücü devrenin oldukça güvenli bir şekilde LED leri sürebildiği testler sonucunda belirlenmiştir.

13 Şekil 8. Test düzeneği üzerine kurulan sürücü devresi ve prototip LED dizini Tasarımın test edilip, doğrulanmasının ardından baskılı devre (printed circuit board-pcb) çizimine geçilmiştir. Baskılı devre, fluoresan lambaya eşdeğer fiziksel boyutlarda bir mekanik yapı içine yerleştirilecek ve MOSFET teki ısıyı alüminyum gövdeye yayacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 9. Regulator devresi PCB çizimi Şekil adet 1W Power LED için PCB çizimi Şekil 11. LED li Floresan Lamba ve LED Sürücü Devre 6. SONUÇLAR Bu çalışmada insan sağlığına ve doğaya zararlı, civa gibi zararlı gazlar içeren, kullanım ömürleri LED lerin altında olan standart floresan lambalar yerine insan sağlığına zararlı

14 olmayan, dayanıklı, uzun ömürlü ve enerji verimli LED ler kullanılarak gerçekleştirilen bir LED li floresan lamba tasarlanmıştır. 25 adet 1W lık LED in etkin bir şekilde sürülmesi için, HV9910 IC kullanan Buck tipi LED sürücü devresi tasarlanmış ve test edilerek uygun çalıştığı doğrulanmıştır. Elde edilen lambanın floresan lambadan daha düşük güç tüketerek, aynı değerde ışık akısı verebildiği görülmüştür. LED li lamba floresan lambadaki ateşleyiciye ihtiyaç duymadığı için bu anlamda da bir maliyet tasarrufu sağlamaktadır. Mevcut floresan lamba altyapısına direk olarak takılabilecek bu LED li lambanın (LED li retrofit lamba) takılmadan önce, altyapıda bulunan balastın çıkarılması veya kısa devre edilmesi gerekmektedir. 7. KAYNAKLAR [1] (2009, Mar.). Multi-Year Program Plan FY 09-FY 15 Solid-State Lighting Research and Development, U.S. Department of Energy, [2] M. A.Myer, M. L. Paget, and R. D. Lingard, Performance of T12 and T8 fluorescent lamps and troffers and LED linear replacement lamps, Pacific NorthwestNat. Lab., Richland,Washington, DC, Caliper Benchmark Rep. PNNL-18076, Jan [3] Elisabeth Rosenthal and Felicity Barringer, "Green Promise Seen in Switch to LED Lighting," New York Times, May 29, [4] Fluorescent and Other Mercury-Containing Lamps and the Environment, National Electrical Manufacturers Association, Rosslyn, VA, Mar [5] Consumersearch.com, " Light Bulbs: Full Report," LED light bulb, Updated June [6] US patent , Friedrich Meyer; Hans-Joachim Spanner & Edmund Germer, "Metal Vapor Lamp", issued , assigned to General Electric Company. [7] MASTER TL-D Reflex 18W/865 1SL, Application Notes, Philips Electronics, June 7, [8] Edixeon Dx, Ex Series LEDs, Application Notes, Edison Opto Corporation, [9] J. Cooper, Driving LED lamps some simple design guidelines, available at August, [10] S. Winder, Power Supplies for LED Driving, Elsevier Science, April [11] A Driving Technology for Retrofit LED Lamp for Fluorescent Lighting Fixtures With Electronic Ballasts, Nan Chen, Student Member, IEEE, and Henry Shu-Hung Chung, Senior Member, IEEE, February [12]

15 [13] HV9910, Universal High Brightness LED Driver, Application Notes, Supertex Inc., 2004.