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Previous issue date: 2012-12-17 / Este trabalho tem o objetivo de estudar, projetar, simular e obter resultados
experimentais, a partir de um conversor flyback operando no modo descontínuo (DCM), para
acionar uma luminária de diodos emissores de luz (LEDs). Além disso, deseja-se que o
conversor possua elevado fator de potência, alta eficiência, baixa distorção harmônica da
corrente de entrada, vida útil elevada (através da possibilidade de substituir de capacitores
eletrolíticos por capacitores de filme metálico) e baixo custo. Inicialmente, o trabalho
apresenta um breve estudo da iluminação a LEDs, o modelo elétrico simplificado dos LEDs,
bem como uma revisão de alguns conversores aplicados ao acionamento deste tipo de fonte
luminosa. Em seguida é analisada a operação do conversor flyback em modo DCM
alimentado a partir da retificação (em ponte) da tensão da rede elétrica. Além do estudo
teórico, a simulação do conversor é apresentada de modo a validar o projeto do conversor e
servir de base de comparação com os resultados experimentais. O projeto do transformador
(indutores acoplados) do conversor flyback tem destaque especial neste trabalho, pois, este
elemento é fundamental para elevar a eficiência do conversor. Portanto, parte deste trabalho é
dedicada ao estudo de perdas do transformador. Isto é feito através de uma adaptação de
técnicas consagradas nesta área por meio de uma compilação didática visando a repetitividade
do estudo. A partir do estudo teórico sobre as perdas no transformador, programas elaborados
no MATLAB e no MICROSOFT EXCEL auxiliam o projeto do elemento magnético do
conversor flyback. Estes dois programas, visam facilitar o exaustivo equacionamento das
perdas e auxiliam no desenvolvimento de um projeto com elevada eficiência do transformador
flyback elevando, consequentemente, a eficiência global do conversor. Empregando os
programas elaborados, o projeto é calculado e resultados experimentais são obtidos a partir de
medições realizadas em um protótipo em escala. Estes resultados são analisados e comparados
com os resultados teóricos e de simulação. Ao final, é realizada uma análise simplificada do
custo dos componentes do conversor e também são apresentadas as principais conclusões
deste trabalho. / This work aims to study, design, simulate and obtain experimental results from a
flyback converter operating in discontinuous mode (DCM), to trigger a fixture of light
emitting diodes (LEDs). Furthermore, it is desired that the converter has high power factor,
high efficiency, low harmonic distortion of input current, high life (through the possibility of
replacing the electrolytic capacitors for metal film capacitors) and low cost. Initially, the
paper presents a brief study of lighting LEDs, LEDs for simplified electrical model, as well as
a review of some converters used to drive this type of light source. Then it analyzed the
operation of the flyback converter in DCM mode fed from the rectification (bridged) the
utility voltage. Besides the theoretical study, the simulation of the converter is presented in
order to validate the design of the converter as a basis for comparison with experimental
results. The transformer design (coupled inductors) flyback converter has special emphasis in
this work, because this element is essential to raise the efficiency of the converter. So part of
this work is devoted to the study of transformer losses. This is done by an adaptation of
standard techniques in this area via a teaching order to build repeatability study. From the
theoretical study on the losses in the transformer, programs developed in MATLAB and
MICROSOFT EXCEL aid the design of the magnetic element of the flyback converter. These
two programs are designed to facilitate the comprehensive equating of losses and assist in
developing a project with high efficiency flyback transformer raising therefore the overall
efficiency of the converter. Employing the programs drawn up, the project is calculated and
experimental results are obtained from measurements performed on a prototype scale. These
results are analyzed and compared with the theoretical results and simulation. At the end we
provide a simplified analysis of the cost of the converter components and also presents the
main conclusions of this work.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/4154 |
| Date | 17 December 2012 |
| Creators | Guedes, Luiz Fernando Alves |
| Contributors | Braga, Henrique Antônio Carvalho, Cortizo, Porfirio Cabaleiro, Ferreira, André Augusto |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 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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