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Projeto e implementação de um pré-regulador de fator de potência aplicado a lâmpadas fluorescentes t5 com fluxo luminoso variável / Design and implementation of a power factor pre-regulator applied to dimmable fluorescent lamps t5 systemReginatto, Paulo Ricardo Alves 23 December 2016 (has links)
In this master thesis, the development of an electronic ballast with variable luminous flux for
a T5 fluorescent lamp is presented. Several technics for the control of the power variation have
already been discussed in the literature. Therefore, this work presents a method that blends two
of the most traditional technics: the control done by altering the bus voltage and the control
done through the changing of the switching frequency. To achieve this, the electronic circuit is
composed by a power factor pre-regulator, which is a SEPIC converter with digitally controlled
output voltage, a half-bridge inverter and a LCC resonant filter. For the pre-regulation stage, a
proportional-integral compensator is used as the control method, which provides different levels
of output voltage with an almost zero error when compared to the reference voltage and
a satisfactory response to line disturbances. The half-bridge inverter control is done with the
IR21592 IC, which keeps the phase angle fixed for the system’s entire operation band through
a phase control loop. In order to validate the efficiency of this method, the electronic circuit is
also evaluated when operating with the classical approach, by using a constant bus voltage and
controlling the phase angle of the resonant filter to change the lamp’s luminous flux. Furthermore,
the pre-heating of the lamp ’s filaments is analyzed and its temperatures are controlled by
a Flyback converter, according to the power variation. / Essa dissertação apresenta o desenvolvimento de um pré-regulador de fator de potência aplicado
a um reator eletrônico com variação de fluxo luminoso para uma lâmpada fluorescente
modelo T5. Diversas técnicas para o controle da variação da potência em lâmpadas fluorescentes
já foram discutidas na literatura, sendo que nesse trabalho será abordado um método
que mescla duas das principais técnicas, que são: o controle feito pela variação da tensão de
barramento e o controle feito através da variação da frequência de comutação do inversor ressonante.
Para isso, o reator é composto de um estágio pré-regulador de fator de potência, formado
por um conversor SEPIC com tensão de saída variável e controlada digitalmente, um inversor
half-bridge e um filtro LCC ressonante. No estágio pré-regulador é utilizado um compensador
proporcional integral para os diversos níveis de tensão de saída, o qual proporciona uma
tensão de barramento com erro praticamente nulo em relação a referência e uma satisfatória
resposta quando submetido a distúrbios da rede elétrica. O controle do inversor half-bridge é
feito pelo CI IR21592, o qual, através de uma malha PLL, mantém o ângulo de fase da corrente
do filtro ressonante fixo para toda faixa de operação do reator. Para a validação do desempenho
do método proposto, é também avaliado o rendimento do circuito operando de forma
clássica, utilizado uma tensão de barramento fixa e controlando o ângulo de fase da corrente do
filtro ressonante para se obter a variação do fluxo luminoso da lâmpada. Também é avaliado
o preaquecimento e o aquecimento dos filamentos da lâmpada durante a variação da potência,
realizado por um conversor Flyback.
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