Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The understanding of the interrelationships among the photometrical, electrical and
thermal (photo-electro-thermal) parameters is extremely important to design lighting systems
based on light-emitting diodes (LEDs), because the LEDs are highly influenced by these
conditions. The efficacy and lifespan of an LED system that uses even the best LEDs,
commercially available, will be only a fraction of what it would be if the electrical, thermal
and optical design is poorly designed. This work proposes an improvement in the estimative
of the luminous flux using photo-electro-thermal parameters, without needing any laboratory
test. When designing an LED lighting system, it is possible to get almost identical results in
terms of luminous flux, luminous efficacy and lifetime by scaling the parameters: intensity of
the LED current, the amount of LEDs and the system design cooling. Therefore, a design
methodology for LED lighting systems is also proposed. This methodology provides the
creation of a design space where the designer can directly identify: the value of the luminous
efficacy, thermal resistance of the heatsink and junction temperature when varying the
number of LEDs and the direct current, without performing any laboratory testing or using
some simulation software with high computational cost. Thus, the designer can set the initial
design faster and relate it to the costs involved. Experimental tests were performed in order to
validate the proposed design methodology. / O entendimento das inter-relações entre os parâmetros fotométricos, elétricos e
térmicos (fotoeletrotérmicos) é extremamente importante para sistemas de iluminação que
utilizam diodos emissores de luz (LEDs), pois os LEDs são extremamente sensíveis a estas
condições. A eficácia e vida útil de um sistema que utiliza até mesmo os melhores LEDs do
mercado será apenas uma fração do que seria se o projeto elétrico, térmico ou óptico for mal
concebido. Este trabalho propõe um aprimoramento da estimativa do fluxo luminoso
utilizando parâmetros fotoeletrotérmicos, sem a necessidade de realizar nenhum ensaio
laboratorial. Ao projetar um sistema de iluminação a LEDs pode-se chegar a resultados quase
idênticos em termos de fluxo luminoso, eficácia luminosa e vida útil dimensionando-se os
seguintes parâmetros: intensidade da corrente direta aplicada, o número de LEDs utilizados e
o dimensionamento do sistema de arrefecimento. Portanto, uma metodologia de projeto para
sistemas de iluminação a LED também é proposta. Essa metodologia proporciona a criação de
um espaço de projeto no qual o projetista pode identificar diretamente qual é o valor da
eficácia luminosa, da resistência térmica do dissipador e da temperatura de junção quando são
variados o número de LEDs e a corrente direta, sem realizar qualquer ensaio laboratorial ou
usar algum software de simulação com alto custo computacional. Dessa maneira, o projetista
pode definir o projeto inicial mais rapidamente e já relacionar os custos envolvidos. Testes
experimentais foram realizados para validar o aprimoramento da estimativa de fluxo e da
metodologia de projeto proposta.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8583 |
| Date | 31 March 2016 |
| Creators | Chies, Leandro |
| Contributors | Dalla Costa, Marco Antônio, Prado, Ricardo Nederson do, Bender, Vitor Cristiano |
| 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, 798a6286-26a3-40d4-8960-9438e06eb693, 482cd761-b74f-488a-8d44-c091d02192ad, d5701879-6f3c-42f1-b757-c6155f40d024, 909dfafd-ce5e-4746-a054-0ed139d72ee6 |
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