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Previous issue date: 2014-12-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo sobre o acionamento de diodos emissores de luz (LEDs) a
partir da rede elétrica. Este estudo envolve uma análise sobre as características térmicas,
elétricas e fotométricas dos LEDs visando a adequada caracterização estática e dinâmica da
carga. Em seguida, com o objetivo de propor conversores com uma eficiência global superior,
propõe-se a utilização de conversores ressonantes como estágio de controle de potência. Este
estágio é precedido de um estágio pré-regulador do fator de potência, de forma a garantir uma
baixa distorção harmônica total da corrente drenada da rede. Um estudo sistemático acerca
das topologias de correção do fator de potência e de conversores ressonantes que podem
compor cada um destes dois estágios é feito, visando compilar as características, vantagens e
desvantagens de cada uma para o acionamento de LEDs. A partir deste estudo, foi possível
propor uma estrutura integrada de conversor ressonante com um pré-regulador de alto fator de
potência, que se mostrou adequado para acionar uma carga de 72 LEDs associados em série,
com uma potência nominal aproximada de 100 W. O protótipo do conversor proposto atingiu
uma eficiência global acima de 92%, com um fator de potência superior a 0,97 e distorção
harmônica da corrente de entrada de cerca de 20%, com total observância aos parâmetros de
qualidade de energia impostas pelas normatizações nacional e internacional. O projeto deste
conversor também permitiu a eliminação dos capacitores eletrolíticos no circuito de potência
do protótipo através da redução da capacitância; somente foram empregados capacitores de
filme metalizado, o que contribui para elevar a vida útil do conversor, compatibilizando-a
com a vida útil dos LEDs sendo acionados. / This work presents a study regarding the driving of light-emitting diodes (LEDs) fed from
mains power. This study involves an analysis of the thermal, electrical and photometrical
characteristics of the LEDs, aiming an adequate static and dynamical characterization of the
load. Then, with the goal of proposing driving converters with a superior global efficiency, it
is proposed the use of resonant conversion as the power control stage of the LED drivers. This
stage is preceded by a power factor pre-regulator stage, so that a low total harmonic distortion
on the input current can be achieved. A systematic study of the power factor correction
topologies and resonant converters which might compose each of these two stages is done,
therefore compiling the characteristics, advantages and disadvantages of each for the driving
of LEDs. From this study, it was proposed an integrated converter structure of a resonant
converter with a high power factor pre-regulator, which showed good compliance when
driving an LED load composed of 72 series-associated LEDs, with nominal power of ca. 100
W. A prototype of the proposed converter has reached a global efficiency above 92%, with a
power factor greater than 0.97 and total harmonic distortion of input current of ca. 20%, along
with total compliance with the power quality parameters imposed by national and
international standards. The design of this converter also permitted the elimination of the
electrolytic capacitors from within the power circuitry of the prototype through capacitance
reduction; only metalized film capacitors were employed, contributing to enhance the lifespan
of the converter, making it compatible with the lifespan of the LEDs being driven.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/704 |
| Date | 11 December 2014 |
| Creators | Almeida, Pedro Santos |
| Contributors | Braga, Henrique Antônio Carvalho, Dalla Costa, Marco Antonio, Perin, Arnaldo José, Álvarez, José Marcos Alonso, Ferreira, André Augusto, Barbosa, Pedro Gomes |
| 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 | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| 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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