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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66224| Tipo: | Tese |
| Título: | Estudo de uma topologia CA-CC trifásica de único estágio em alta frequência com correção de fator de potência e baixo flicker para leds de potência |
| Autor(es): | Miranda, Pedro Henrique Almeida |
| Orientador: | Antunes, Fernando Luiz Marcelo |
| Coorientador: | Sá Júnior, Edilson Mineiro |
| Palavras-chave: | LEDs;Capacitor chaveado ressonante;Conversor CA-CC trifásico;Iluminação pública;Correção de fator de potência;Acionamento de LEDs de potência;Substituição de capacitores eletrolíticos |
| Data do documento: | 6-Ago-2021 |
| Citação: | MIRANDA, P.H.A. Estudo de uma topologia CA-CC trifásica de único estágio em alta frequência com correção de fator de potência e baixo flicker para leds de potência. 2022. 206 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Resumo: | A proposta desse trabalho é um estudo sobre o acionamento de LEDs de alta potência alimentados pela rede elétrica. Primeiramente, neste trabalho é apresentada uma revisão sobre a principais normas e regulamentações internacionais e nacionais sobre drivers para LEDs. A seguir, uma revisão bibliográfica sobre drivers monofásicos e trifásicos para luminárias LED é apresentada, destacando as características necessárias a um driver de acionamento para LEDs de alta potência. O objetivo desta tese é a investigação de diferentes drivers CA-CC trifásicos para alimentação de LEDs de potência, em instalações comerciais e industriais, e analisar possíveis topologias trifásicas anteriormente propostas na literatura que possam ser aplicadas a LEDs de potência, visando o baixo custo de implementação. A aplicação da alimentação trifásica para LEDs de potência torna-se interessante, tendo em vista que a ondulação de tensão nos retificadores trifásicos é reduzida, o que permite a redução do capacitor do filtro e possibilita não utilizar capacitores eletrolíticos. Além disso, a frequência da tensão de saída é seis vezes maior do que a frequência da tensão da rede. Considerando a frequência de tensão da rede de 60 Hz, o flicker ocorre em 360 Hz, e o flicker percentual deve ser limitado a 29% para operar em uma região de baixo risco. Aqui é importante destacar que o foco é usar esses drivers trifásicos em instalações onde a rede trifásica é de fácil acesso. A partir do estudo realizado, foi possível propor um conversor CA-CC trifásico com capacitor chaveado ressonante para LEDs de potência com reduzido número de interruptores controlados e de baixo custo. Uma metodologia de projeto detalhada é apresentada, e um protótipo do conversor proposto é experimentalmente validado alimentando uma luminária LED de 220W, que é uma potência típica empregada em iluminação pública. Os resultados experimentais mostram que é possível alcançar elevado fator de potência (0,99), bom rendimento (89%) e reduzido flicker. Como conclusão, a principal contribuição da presente Tese consiste na apresentação de topologias de controladores trifásicos para LEDs de alta potência, que podem ser empregados em iluminação pública, com elevada vida útil e reduzido flicker. Assim, foi possível demonstrar que a utilização da rede trifásica para LEDs de alta potência é totalmente viável e torna-se mais um leque de possibilidades para o acionamento de LEDs de alta potência. |
| Abstract: | The purpose of this work is a study about high-power LEDs supply through the electrical network. First, this thesis presents a review of the main international and national standards and regulations on drivers for LEDs. Next, a bibliographic review on single-phase and three-phase drivers for LED luminaires is presented, highlighting the characteristics necessary for a driver for high-power LEDs. This thesis aims to investigate different three-phase AC-DC drivers for power LEDs, in commercial and industrial installations, and to analyze possible three-phase topologies previously proposed in the literature that can be applied to power LEDs, aiming at a low implementation cost. The application of a three-phase power supply for power LEDs becomes interesting, considering that the voltage ripple in three-phase rectifiers is reduced, which allows the reduction of the filter capacitor and makes it possible not to use electrolytic capacitors. In addition, the output voltage frequency is six times higher than the mains voltage frequency. Considering the 60 Hz mains voltage frequency, flicker occurs at 360 Hz, and the percentage flicker should be limited to 29% to operate in a low-risk region. Here it is important to highlight that the focus is to use these three-phase drivers in installations where the threephase network is easily accessible. From the study carried out, it was possible to propose a three-phase AC-DC converter with a resonant switched capacitor for power LEDs with a reduced number of controlled switches and low cost. A detailed design methodology is presented, being applied to a 220W LED luminaire, which is a typical power used in public lighting. The experimental results show that it is possible to achieve a high power factor (0.99), good efficiency (89%), and reduced flicker. In conclusion, the main contribution of this thesis consists in the presentation of three-phase controller topologies for high power LEDs, which can be used in public lighting, with long service life and reduced flicker. Thus, it was possible to demonstrate that the use of the three-phase network for high power LEDs is totally viable and becomes yet another range of possibilities for driving high power LEDs. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66224 |
| Aparece nas coleções: | DEEL - Teses defendidas na UFC |
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