Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48490
Назва: Перехідні процеси в електричних колах з світлодіодами
Інші назви: Transient processes in electric circuits with LEDs
Автори: Петровка, Михайло Олександрович
Petrovka, Mykhailo
Бібліографічний опис: Петровка М.О. Перехідні процеси в електричних колах з світлодіодами: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра: спец. 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ наук. кер. В. А. Андрійчук. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025. 67 с.
Дата публікації: кві-2025
Дата внесення: 5-тра-2025
Видавництво: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Андрійчук, Володимир Андрійович
Andriichuk, Volodymyr
УДК: 637.32
Теми: 141
електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
світлодіод
світловий потік
моделювання
ефективність
асинхронний двигун
luminous flux
modeling
efficiency
LED
Кількість сторінок: 67
Короткий огляд (реферат): В кваліфікаційній роботі розглянуто моделювання та верифікацію світлового потоку світлодіода при імпульсному живленні, що є актуальним завданням для підвищення ефективності оптоелектронних систем. Особливу увагу приділено вибору фотоприймача, зокрема фотоелектронного помножувача ФЕУ-85, який завдяки високій чутливості та низькому рівню шумів здатен ефективно реєструвати слабкі сигнали в широкому спектральному діапазоні. Для чисельної верифікації застосовано метод скінченних різниць, що забезпечує точне обчислення світлових характеристик у часі та частотній області. Досліджено амплітудно-частотні характеристики світлового потоку при різних частотах модуляції та проаналізовано перші три гармоніки сигналу. Проведено порівняння результатів моделювання з експериментальними даними, що дозволило оцінити відповідність розрахункових моделей реальним умовам. Виявлено, що на високих частотах спостерігаються гармонійні спотворення, пов’язані з недосконалістю роботи драйвера та нелінійністю електроніки живлення. Окрім того, змодельовано поведінку світлодіода при імпульсній амплітудній модуляції, що дало змогу проаналізувати вплив частоти та амплітуди модуляції на світловий потік. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації конструкції драйверів і фотоприймачів, а також для вдосконалення систем вимірювання світлових характеристик світлодіодів.
The qualification work considers the modeling and verification of the light flux of an LED with pulsed power supply, which is an urgent task for increasing the efficiency of optoelectronic systems. Particular attention is paid to the choice of a photodetector, in particular the photomultiplier FEU-85, which, due to its high sensitivity and low noise level, is able to effectively register weak signals in a wide spectral range. For numerical verification, the finite difference method was used, which provides accurate calculation of light characteristics in the time and frequency domain. The amplitude-frequency characteristics of the light flux at different modulation frequencies were studied and the first three harmonics of the signal were analyzed. The modeling results were compared with experimental data, which made it possible to assess the compliance of the calculation models with real conditions. It was found that at high frequencies harmonic distortions are observed, associated with the imperfection of the driver and the nonlinearity of the power electronics. In addition, the behavior of the LED under pulse amplitude modulation was simulated, which made it possible to analyze the influence of the modulation frequency and amplitude on the light flux. The results obtained can be used to optimize the design of drivers and photodetectors, as well as to improve systems for measuring the light characteristics of LEDs.
Опис: Основною метою роботи є створення ефективних методів для управління світловим потоком, зокрема через аналіз амплітудно-частотних характеристик та імпульсних параметрів, що дозволяє вдосконалити технічні характеристики світлодіодних освітлювальних систем.
Зміст: ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 10 1.1 Принцип роботи світлодіода 10 1.2 Поведінка р-n переходу при малому змінному сигналі. 13 1.3 Перехідні процеси в р-n переході 17 1.4 Напівпровідникові матеріали світловипромінювальних діодів 19 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 22 2.1 Динамічна модель випромінювання в p-n переході 22 2.2 Характеристика параметрів моделі 26 2.3 Вимірювання світлотехнічних характеристик світлодіода 30 2.4 Установка для вимірювання перехідних процесів в електричному колі із світлодіодом 32 2.5 Вибір приймача оптичного сигналу 35 2.6 Чисельна верифікація моделі 39 3. РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 44 3.1 Розрахунок світлового потоку світлодіода 44 3.2 Апроксимація залежностей світлового потоку напівпровідникових джерел світла в імпульсному режимі 45 3.3 Розрахунок струму, напруги та потужності при імпульсному живлені світлодіодів 52 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 60 4.1 Засоби безпеки під час роботи з електроустановками 60 4.2 Норми проектування інженерних систем енергетичних об’єктів. 64 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 66 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 67
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48490
Власник авторського права: © Петровка М.О., 2025
Перелік літератури: 1. B. Inan, S. C. Lee, S. Randel, I. Neokosmidis, A. M. Koonen, and J. W. Walewski, “Impact of LED nonlinearity on discrete multitone modulation,” Journal of Optical Communications and Networking, vol. 1, no. 5, pp. 439–451, 2009.
2. S. Nakamura, T. Mukai, and M. Senoh, “Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes,” Applied Physics Letters, vol. 64, pp. 1687–1689, 3 1994.
3. E. F. Schubert, Light-Emitting Diodes. Cambridge: Cambridge University Press, 2006. (Cited on pages 4, 7, 58, and 133.)
4. G. Li, W. Wang, W. Yang, Y. Lin, H. Wang, Z. Lin, and S. Zhou, “GaNbased light-emitting diodes on various substrates: A critical review,”Reports on Progress in Physics, vol. 79, no. 5, 2016.
5. Андрійчук, В. А., Костик, Л. М., Наконечний, М. С., & Філюк, Я. О. (2024). Кінетика спадання світлового потоку при імпульсному живленні світлодіодів. Матеріали Ⅶ Міжнародної науково-технічної конференції „Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи “, 5-6.
6. Електропривід рухомої опромінювальної установки / Андрійчук, В. А., Наконечний, М. С., Філюк, Я. О, Костик Л. М., Козак І.Р. // Вісник Хмельницького національного університету: 2023. — №6. —C. 44-48.
7. Андрійчук, В. А., Філюк, Я. О., & Наконечний, М. С. (2020). Кінетика післясвічення світлодіодних джерел світла. Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій “до 60-річчя з дня заснування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя та 175-річчя з дня народження Івана Пулюя, 191-193.
8. Андрійчук В.А. Дослідження світлодіодних джерел світла у випадку імпульсного живлення / Андрійчук В.А., Наконечний М.С., Осадца Я.М., Філюк Я,О. // Технічна електродинаміка, 2021. – №1. – Стор. 68-72. https://doi.org/10.15407/techned2021.01.068.
9. Kinetics of narrow-spectrum LED glow under pulsed power / Volodymir Andriichuk, Myroslav Nakonechnyi, Yaroslav Filiuk // Semiconductor physics, quantum electronics and optoelectronics, 2023. — Vol 26, P. 230-235. DOI: https://doi.org/10.15407/spqeo26.02.230
10. G. Farkas, S. Haque, F. Wall, P. Martin, A. Poppe, Q. van Voorst Vader, and G. Bognar, “Electric and thermal transient effects in high power optical devices,” in Twentieth Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium (IEEE Cat. No.04CH37545), no. Figure 3, pp. 168–176, IEEE, 2004.
11. Дослідження кінетики свічення світлодіодних джерел світла / Андрійчук, В. А., Наконечний, М. С., і Філюк, Я. О, Костик Л. М., Осадца, Я. М. // Вісник Хмельницького національного університету: 2023. — Том 1. — №5. —C.
12. Андрійчук, В. А., Костик, Л. М., Філюк, Я. О., & Наконечний, М. С. (2024). Дослідження перехідних процесів в електричному колі з світлодіодами. Technical Electrodynamics/Tekhnichna Elektrodynamika, (2). https://doi.org/10.15407/techned2024.02.087
13. Microprocessor Control of the Electric Drive of Variable Radiation Installation and Ensuring of Operation Reliability // Andriychuk V., Kostyk, L., Filiuk Ya., Nakonechnyi M., Babiuk S. (2024). Science and Innovation, 2024. 20(5). Pp.62–70. ISSN 2409-9066
14. Коваль В.П. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи магістра для здобувачів другого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ, 2024. – 51 с.
15. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С.Стручок. — Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. — 156 с.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Кваліфікаційна робота магістра_Петровка М.О..pdfКваліфікаційна робота магістра_Петровка М.О.2,1 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора