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Previous issue date: 2014-06-25 / Este trabalho propõe um sistema inteligente de iluminação pública utilizando diodos
emissores de luz (LEDs). Neste âmbito, é proposta uma topologia para o acionamento dos
LEDs com controle de intensidade luminosa. Além disso, funções adicionais são propostas de
modo a expandir o conjunto de funcionalidades da luminária. Para o acionamento dos LEDs
foi desenvolvido um conversor baseado na topologia Ćuk operando em modo de condução
descontínuo (DCM) com um interruptor estático em série com a carga, sendo uma solução
para o acionamento de LEDs de estágio único. Deste modo, este conversor foi projetado para
desempenhar simultaneamente as funções de correção do fator de potência e controle da
potência na carga. Através da análise da resposta fotométrica dos diodos emissores de luz
perante ondulações de baixa frequência em sua corrente, foi possível criar uma metodologia
de projeto que evita o uso de capacitores eletrolíticos no circuito de acionamento dos LEDs,
aumentando assim a confiabilidade do sistema. A modelagem e o controle do conversor
também foram feitas e estão mostradas no trabalho. De modo a controlar e gerenciar o sistema
eletrônico da luminária, foi proposta uma arquitetura baseada no microcontrolador
TM4C123GE6PM. Este sistema digital é responsável ainda por promover outras
funcionalidades como controle automático de intensidade luminosa, proteção do circuito e
ainda monitoramento de parâmetros de qualidade de energia da tensão de entrada do
conversor, tais como afundamentos e elevações. A fim de avaliar experimentalmente o
sistema proposto, foram desenvolvidos um programa de computador capaz de gerenciar as
funcionalidades da luminária e um protótipo de 70W deste equipamento. Os resultados
experimentais obtidos mostraram um bom desempenho tanto do circuito de acionamento dos
LEDs, como das funcionalidades da luminária. / This paper proposes a smart lighting system based on light-emitting diodes (LEDs) for street
lighting applications. In this context, a power converter with dimming capability was
designed. Furthermore, additional functions are proposed in order to expand the feature set of
the luminaire. To drive the LEDs, a topology based on Ćuk converter operating in
discontinuous conduction mode (DCM) with an electronic switch in series with the load was
proposed. This converter was designed to perform simultaneously the functions of power
factor correction and power control, being a single-stage LED driver solution. By analyzing
the LEDs photometric response due to low-frequency current ripple, a design methodology
that avoids the use of electrolytic capacitors in the proposed converter was developed. The
modeling and control of the converter were also done in order to ensure that the system is
always operating within the desired specifications. To control and manage the electronic
system of the luminaire, it was developed an architecture based on the microcontroller
TM4C123GE6PM. Beside the aforementioned functions, this digital system was designed
aiming the promotion of other features, such as automatic dimming, protection of the driver
and even monitoring some power quality parameters related to the input voltage, such as sags
and swells. In order to experimentally evaluate the proposed system, a software, able to
manage the luminaire functionalities, and a 70W prototype were built. The experimental
results demonstrated a good performance of the LED driver as well as the functionalities of
the proposed luminaire.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/696 |
| Date | 25 June 2014 |
| Creators | Soares, Guilherme Marcio |
| Contributors | Braga, Henrique Antônio Carvalho, Tofoli, Fernando Lessa, Duque, Carlos Augusto, Oliveira, Janaína Gonçalves de |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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