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Conversor CA.-CC. flyback com elevado fator de potência orientado ao acionamento de LEDs de potênciaGuedes, Luiz Fernando Alves 17 December 2012 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T15:04:21Z
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Previous issue date: 2012-12-17 / Este trabalho tem o objetivo de estudar, projetar, simular e obter resultados
experimentais, a partir de um conversor flyback operando no modo descontínuo (DCM), para
acionar uma luminária de diodos emissores de luz (LEDs). Além disso, deseja-se que o
conversor possua elevado fator de potência, alta eficiência, baixa distorção harmônica da
corrente de entrada, vida útil elevada (através da possibilidade de substituir de capacitores
eletrolíticos por capacitores de filme metálico) e baixo custo. Inicialmente, o trabalho
apresenta um breve estudo da iluminação a LEDs, o modelo elétrico simplificado dos LEDs,
bem como uma revisão de alguns conversores aplicados ao acionamento deste tipo de fonte
luminosa. Em seguida é analisada a operação do conversor flyback em modo DCM
alimentado a partir da retificação (em ponte) da tensão da rede elétrica. Além do estudo
teórico, a simulação do conversor é apresentada de modo a validar o projeto do conversor e
servir de base de comparação com os resultados experimentais. O projeto do transformador
(indutores acoplados) do conversor flyback tem destaque especial neste trabalho, pois, este
elemento é fundamental para elevar a eficiência do conversor. Portanto, parte deste trabalho é
dedicada ao estudo de perdas do transformador. Isto é feito através de uma adaptação de
técnicas consagradas nesta área por meio de uma compilação didática visando a repetitividade
do estudo. A partir do estudo teórico sobre as perdas no transformador, programas elaborados
no MATLAB e no MICROSOFT EXCEL auxiliam o projeto do elemento magnético do
conversor flyback. Estes dois programas, visam facilitar o exaustivo equacionamento das
perdas e auxiliam no desenvolvimento de um projeto com elevada eficiência do transformador
flyback elevando, consequentemente, a eficiência global do conversor. Empregando os
programas elaborados, o projeto é calculado e resultados experimentais são obtidos a partir de
medições realizadas em um protótipo em escala. Estes resultados são analisados e comparados
com os resultados teóricos e de simulação. Ao final, é realizada uma análise simplificada do
custo dos componentes do conversor e também são apresentadas as principais conclusões
deste trabalho. / This work aims to study, design, simulate and obtain experimental results from a
flyback converter operating in discontinuous mode (DCM), to trigger a fixture of light
emitting diodes (LEDs). Furthermore, it is desired that the converter has high power factor,
high efficiency, low harmonic distortion of input current, high life (through the possibility of
replacing the electrolytic capacitors for metal film capacitors) and low cost. Initially, the
paper presents a brief study of lighting LEDs, LEDs for simplified electrical model, as well as
a review of some converters used to drive this type of light source. Then it analyzed the
operation of the flyback converter in DCM mode fed from the rectification (bridged) the
utility voltage. Besides the theoretical study, the simulation of the converter is presented in
order to validate the design of the converter as a basis for comparison with experimental
results. The transformer design (coupled inductors) flyback converter has special emphasis in
this work, because this element is essential to raise the efficiency of the converter. So part of
this work is devoted to the study of transformer losses. This is done by an adaptation of
standard techniques in this area via a teaching order to build repeatability study. From the
theoretical study on the losses in the transformer, programs developed in MATLAB and
MICROSOFT EXCEL aid the design of the magnetic element of the flyback converter. These
two programs are designed to facilitate the comprehensive equating of losses and assist in
developing a project with high efficiency flyback transformer raising therefore the overall
efficiency of the converter. Employing the programs drawn up, the project is calculated and
experimental results are obtained from measurements performed on a prototype scale. These
results are analyzed and compared with the theoretical results and simulation. At the end we
provide a simplified analysis of the cost of the converter components and also presents the
main conclusions of this work.
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Conversor integrado SEPIC buck-boost aplicado ao acionamento de LEDs de potência em iluminação públicaAlmeida, Pedro Santos 23 March 2012 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-12T12:29:15Z
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pedrosantosalmeida.pdf: 11306492 bytes, checksum: 80bd2f9ab4af41e3889b7bc91e4391b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:48:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2012-03-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo acerca da alimentação de diodos emissores de luz (LEDs) a
partir da rede elétrica empregando conversores eletrônicos com correção do fator de potência.
O estudo visa o desenvolvimento de um conversor que pode ser aplicado em iluminação
pública, que atenda às demandas típicas de alto fator de potência, alta eficiência, reduzido
número de componentes, baixa distorção harmônica da corrente de entrada e possa atingir
uma elevada vida útil, através da substituição de capacitores eletrolíticos no circuito de
potência por capacitores de filme. É proposta uma nova topologia de conversor para
implementar tal acionamento, baseado em uma integração entre dois estágios, que passam a
compartilhar um único interruptor estático. Os conversores SEPIC e buck-boost operando em
modo de condução descontínua (DCM) são escolhidos para compor cada um destes estágios,
atuando o primeiro na correção do fator de potência e o segundo na regulação de corrente na
carga. Uma metodologia de projeto que visa excluir os capacitores eletrolíticos é
desenvolvida, partindo de dados fotométricos que permitem aplicar nos LEDs uma ondulação
limite de 50% em amplitude, sem causar prejuízos ao seu desempenho fotométrico. Um
protótipo de 70 W é apresentado, cujos resultados experimentais demonstram alto fator de
potência (0,998), baixa distorção harmônica de corrente (3,2%) e alta eficiência (90,2%),
enquanto empregando somente capacitores de filme metalizado, de longa vida útil, no circuito
de potência. Uma abordagem das possibilidades de se implementar um controlador digital
para o novo conversor proposto é feita, partindo de um modelo de pequenos sinais para o
conversor operando em DCM. / This work presents a study regarding the feeding of light-emitting diodes (LEDs) from mains
(grid power) employing electronic drivers with power factor correction. The study aims the
development of an LED driver which can be applied to public and street lighting, complying
with the typical demands of high power factor, high efficiency, reduced component count,
low total harmonic distortion (THD) of input current and which can attain long lifespan,
through the substitution of electrolytic capacitors within the power circuit by film capacitors.
It is proposed a new converter topology to implement such driver, based on an integration
between two stages which share a common static power switch. The SEPIC and buck-boost
converters operating in discontinuous conduction mode (DCM) are chosen to make up each of
these two stages, the first acting as a power factor corrector and the second as a load currentcontrolling
stage. A design methodology which aims the exclusion of electrolytic capacitors is
developed, stemming from photometric data which allow the LEDs to be operated with
current ripples up to 50% in amplitude, without causing any harm to their photometric
performance. A 70 W prototype is presented, whose experimental results demonstrate high
power factor (0.998), low current harmonic distortion (3.2%) and high efficiency (90.2%),
while employing only long-life metallised-film capacitors on the power circuit. An approach
to the possibilities of implementing a digital controller for the proposed novel converter is
done, starting from a small-signal model for the converter operating in DCM.
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