Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010. / Made available in DSpace on 2012-10-25T10:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274635.pdf: 25264384 bytes, checksum: 433dc34b3e4a550ada07e2a994b32493 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo específico estudar estruturas de reatores eletrônicos para LEDs de iluminação. Primeiramente são avaliadas as propriedades elétricas, ópticas e térmicas dos LEDs de potência. É apresentado um modelo elétrico simplificado para simulação e considerada a influência da temperatura da junção nos LEDs, nas suas características ópticas e elétricas. Também é proposto um método de estimação da temperatura da junção para os LEDs de potência. A seguir, são analisadas as características necessárias para as fontes de alimentação dos LEDs de potência, e a influência do tipo de modulação utilizada para modificar a sua intensidade luminosa. São propostos conversores CC-CC auto-oscilantes para os LEDs de potência e uma técnica para equalização de corrente em vetores de LEDs. A aplicabilidade dos conversores CC-CC básicos também é analisada. Além disso, é avaliada a aplicação dos conversores série ressonantes nos LEDs de potência. O modelo elétrico simplificado foi utilizado para a análise e para o dimensionamento do conversor série ressonante. Também é ponderada a inserção de um capacitor de filtro em paralelo com os LEDs, bem como a operação do conversor sem o capacitor eletrolítico do barramento de corrente contínua. Os conversores série ressonantes auto-oscilantes e a integração de estágios para correção do fator de potência são avaliados. Resultados experimentais dos protótipos são obtidos, analisados e discutidos para validação das metodologias aplicadas. / This work aims to study specific topologies of electronic drives for lighting LEDs. Firstly it is considered the electrical, optical and thermal properties, of power LEDs. Following, it is presented a simplified LED electrical model for simulation, and it is analyzed the influence of the LED junction temperature in its optical and electrical characteristics. It is also proposed a method for estimating junction temperature for power LEDs. In the sequence, the characteristics required to power supplies for LED, and the influence of the modulation strategy used to change the light intensity of power LEDs are analyzed. DC-DC self-oscillating converters for power LEDs are proposed. The applicability of basic DC-DC converters is analyzed. Moreover, the application of series resonant converters in power LEDs is presented. The simplified LED electric model was used for the analysis and for the design of series resonant converters. It is also analyzed the insertion of a filter capacitor in parallel with the LEDs, as well as the converter operation without the DC bus electrolytic capacitor. The self-oscillating series resonant converters and integration stages for power factor correction are analyzed. Experimental results of the prototypes are obtained, analyzed and discussed to validate the proposed methodologies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T19:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294184.pdf: 60924025 bytes, checksum: d0ad035b3b44bf376292764b1c3d017b (MD5) / Neste trabalho descrevem-se conversores eletrônicos operando em alta freqüência, para lâmpadas de alta intensidade de descarga de vapores metálicos ou de haletos metálicos. Utilizam-se técnicas de integração para a obtenção de elevado fator de potência e de alimentação para redução da oscilação na potência de saída com o objetivo de eliminar o fenômeno da ressonância acústica. Utiliza-se uma estrutura com dois interruptores controlados que, em operação, integram a função de inversor de tensão em meia ponte para a alimentação da lâmpada e de correção do fator de potência. A integração de funções é obtida com o auxílio de duas estruturas de filtragem, que empregam elementos passivos (indutores e capacitores). Os elementos de saída são responsáveis por limitar a corrente de alimentação da lâmpada bem como seu conteúdo espectral. Os elementos de entrada são responsáveis por possibilitar que a corrente da fonte de alimentação seja senoidal em fase com a tensão e tenha um baixo conteúdo espectral (harmônicos) para a carga dos capacitores de barramento. Além disto, se projetados adequadamente, os capacitores utilizados no filtro de entrada, em conjunto com a impedância de linha, operam como um filtro para reduzir ainda mais o conteúdo espectral da corrente de entrada do reator.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247005.pdf: 2019408 bytes, checksum: 9bda7ba7dd3c154b93b568e5d98c7d37 (MD5) / Este trabalho apresenta novas topologias para reatores eletrônicos com alto fator de potência aplicados em lâmpadas fluorescentes, baseadas no conceito "Charge pump", onde se destacam algumas características tais como: redução dos custos de produção por possuírem menor quantidade de componentes, baixa distorção harmônica na corrente de entrada, menor corrente nos interruptores e baixa tensão sobre o capacitor do barramento CC. Além disso, a principal característica destas novas topologias é a sua simplicidade e a grande possibilidade de compactação. A metodologia de cálculo para a condição de fator de potência unitário e os resultados experimentais dos protótipos utilizando lâmpadas fluorescentes é apresentada neste trabalho, validando a teoria e comprovando a viabilidade técnica das propostas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237354.pdf: 3623005 bytes, checksum: a52b1f950578c7f28428cf532636bd22 (MD5) / Este trabalho apresenta conversores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas de descarga com estabilização da corrente pulsada em alta freqüência. Utiliza-se um inversor de tensão em ponte completa com o controle por valores de pico da corrente ou um inversor meia ponte utilizando um elemento capacitivo. Esses conversores permitem implementar a variação da intensidade luminosa da lâmpada (dimerização), bem como variar a freqüência dos pulsos numa ampla faixa de freqüência, evitando o aparecimento da ressonância acústica. Ainda, permitem uma variação da potência em baixa freqüência, com a finalidade de melhorar as características calorimétricas da luz emitida por alguns tipos de lâmpadas de descarga, como a de vapor de sódio de alta pressão. Os conversores apresentam uma redução expressiva no volume do circuito de potência, em virtude da retirada do elemento magnético, sendo tanto mais atrativos quanto maior for a potência da lâmpada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251941.pdf: 5600767 bytes, checksum: fa12d444f3682291ea1f2367d1dddfd5 (MD5) / O trabalho trata do estudo de reatores eletrônicos dimerizáveis com alto fator de potência para lâmpadas fluorescentes. Inicialmente é feito um estudo sobre as características das lâmpadas obtendo-se um modelo para a simulação e para o estudo analítico dos métodos de controle de luminosidade. São também apresentadas as técnicas de dimerização difundidas na literatura e as tecnologias de gerenciamento dos sistemas de iluminação. A seguir é apresentada a análise do conversor boost operando no modo de condução crítica utilizado como estágio PFC, resultando em uma estrutura com reduzida taxa de distorção harmônica na corrente de entrada, elevado fator de potência e que atende as restrições impostas pela norma que regulamenta o setor. Finalizando o estudo, as análises teóricas, as simulações e as metodologias de projeto são apresentadas e protótipos de laboratório são implementados com o intuito de verificar a validade de cada estrutura proposta. Ao final é apresentada uma conclusão sobre as características das estruturas e algumas sugestões para o prosseguimento da pesquisa nesta área.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T20:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260419.pdf: 2910056 bytes, checksum: d4112bfb2d010a5b941ca794ac1bc74a (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto de reatores eletrônicos alimentados em corrente contínua, aplicados em sistemas de iluminação fluorescente para veículos ferroviários. Devido à ampla variação da tensão de alimentação, definida pelas normas técnicas pertinentes para este tipo de aplicação, o reator deverá ter a capacidade de controlar a potência na lâmpada, permitindo não só manter constante o fluxo luminoso emitido como também possibilitar que um único reator alimente lâmpadas de diferentes potências. Serão utilizadas lâmpadas fluorescentes tubulares do tipo T5, as quais apresentam maior eficiência, porém, demandam mecanismos de pré-aquecimento dos filamentos para assegurar o máximo aproveitamento da sua vida útil. O embasamento teórico necessário, bem como as informações normativas relevantes são apresentadas, além de resultados experimentais obtidos a partir da construção de protótipos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:16:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224477.pdf: 3332077 bytes, checksum: a330d3353385590ac23214b3b59f36b4 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224478.pdf: 3332077 bytes, checksum: a330d3353385590ac23214b3b59f36b4 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227424.pdf: 5238273 bytes, checksum: a4fc318746bf59a8518ba994702ce4c2 (MD5) / O trabalho apresenta o estudo de uma topologia de reator eletrônico de único estágio com elevado fator de potência para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão. Desta forma, o estágio de correção do fator de potência está integrado ao conversor CC - CA. Com o objetivo de simplificar o estudo, a estrutura proposta será dividida em duas configurações distintas denominadas estágios, que serão analisados separadamente, buscando obter o princípio de funcionamento, equacionamentos, metodologia de projeto e o projeto de reatores. Também será discutida a implementação de uma malha de controle da potência entregue a lâmpada. Para validar o estudo desenvolvido, resultados de simulações numéricas e a implementação de protótipos em laboratório, para duas lâmpadas de potências distintas, serão discutidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:57:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222613.pdf: 3332077 bytes, checksum: a330d3353385590ac23214b3b59f36b4 (MD5)