Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an analysis and design of two Light Emitting Diode (LED) drivers topologies based on static switched converters aiming to avoid using electrolytic capacitors. Considering the low lifetime of electrolytic capacitors compared to LEDs, the topologies aims for reducing the storage capacitance and replaces it by a longer lifetime capacitor, increasing the overall system life span. A Proportional Integral controller is designed to reduce the output current ripple. Consequently, it reduces the bus voltage ripple which allows working with reduced bus capacitances. The input current harmonic distortion limit must be observed. The power factor correction stage is based on a Single Ended Primary Inductance Converter (SEPIC) operating under discontinuous conduction mode (MCD) for both topologies. The power control (PC) stage is performed by a Buck converter for the SEPIC-Buck topology and by a Ćuk converter for the SEPIC-Ćuk topology. These PC converters present output current source behavior, suitable for LED application. Two LED driver prototypes are implemented and the results present high efficiency and a 50% current ripple on the LED. Furthermore a simple dimming strategy is proposed and implemented. / Este trabalho apresenta uma análise e projeto para duas topologias de circuito de acionamento para Diodos Emissores de Luz (LED) utilizando conversores estáticos integrados com o objetivo de evitar a utilização de capacitores eletrolíticos. Considerando a baixa vida útil dos capacitores eletrolíticos, se comparada à dos LEDs, as topologias buscam reduzir a capacitância de barramento tornando possível a utilização de capacitores de maior vida útil, aumentando a vida útil do sistema como um todo. Um controlador Proporcional Integral é projetado para reduzir a ondulação na corrente de saída. Consequentemente, a ondulação da tensão de barramento é reduzida permitindo o uso de capacitâncias de barramento reduzidas. O limite da distorção harmônica da corrente de entrada deve ser observado. O estágio de correção do fator de potência é baseado no Conversor com Indutância Simples no Primário (SEPIC) operando no modo de condução descontínuo (MCD) para ambas as topologias. O estágio de controle de potência (PC) é realizado por um conversor Buck para a topologia SEPIC-Buck e por um conversor Ćuk para a topologia SEPIC-Ćuk. Os conversores do estágio PC apresentam característica de fonte de corrente na saída, conveniente para a utilização de LEDs. Dois protótipos para circuitos de acionamento para LEDs são implementados e os resultados apresentam alta eficiência e uma ondulação de 50% na corrente dos LEDs. Além disso, um circuito de controle da intensidade luminosa de bastante simplicidade é proposto e implementado.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8531 |
| Date | 06 August 2013 |
| Creators | Cosetin, Marcelo Rafael |
| Contributors | Prado, Ricardo Nederson do, Nascimento, Claudinor Bitencourt, Bisogno, Fábio Ecke, Silva, Marcelo Freitas da |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 500, 300, 300, 300, 300, a3e0e676-87b0-41f2-9e78-004e0012d738, d0287d44-5f9c-4cb9-8e39-751df995e82b, 7909a896-040b-41ba-bc5d-93c2422de6bb, eede035f-3780-484f-805d-f3b21239c39c, 6d5cfbb6-a5b9-4b14-b427-3e22c3f2be27 |
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