Avaliação do emprego de um pré-regulador boost de baixa frequência no acionamento de LEDs de iluminação

Esta dissertação tem como foco principal a avaliação do emprego de um conversor de baixo custo, operando em baixa frequência, para o acionamento de diodos emissores de luz (LEDs) usados em luminárias de baixa potência. A proposta considera inicialmente um conversor CA-CC conhecido como pré-regulador...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Dias, Marcelo Paschoal
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2012
País:Brasil
Institución:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Repositorio:Repositório Institucional da UFJF
Idioma:portugués
OAI Identifier:oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/1798
Acceso en línea:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1798
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Diodos emissores de luz
Conversor CA-CC
Pré-regulador boost de baixa frequência
Arranjos de LEDs
Eficiência energética
Light-emitting diodes
Converter CA-CC
Low-frequency boost pre-regulator
Arrangement of LEDs
Energy Efficiency
Descripción
Sumario:Esta dissertação tem como foco principal a avaliação do emprego de um conversor de baixo custo, operando em baixa frequência, para o acionamento de diodos emissores de luz (LEDs) usados em luminárias de baixa potência. A proposta considera inicialmente um conversor CA-CC conhecido como pré-regulador boost de alto fator de potência operando em baixa frequência, ou seja, um único acionamento liga-desliga para cada semiciclo da rede elétrica. Um protótipo experimental com potência de saída de 11 W foi implementado e comprova a possibilidade de emprego do conversor pretendido. Neste caso, foi observada por meio de avaliação fotométrica uma redução de 11% na eficácia luminosa do conjunto luminoso, em comparação com operação CC ideal, algo que se atribui à natureza descontínua da corrente nos LEDs. O pré-regulador apresentou um fator de potência de 0,97 e uma eficiência de 59%, em especial devido ao uso de um transformador abaixador de baixa frequência sobredimensionado. Pelo fato de impor à lâmpada uma corrente descontínua, o conversor proposto não emprega capacitores eletrolíticos, característica que contribui para uma elevada vida útil do circuito de acionamento. Um circuito similar, orientado à iluminação pública e que dispensa o uso de transformadores abaixadores, também é avaliado com apoio de simulação computacional. Neste caso, pode ser esperada uma eficiência global muito mais elevada. Outro pré-regulador baseado no mesmo princípio, porém empregando uma topologia tipo Ćuk, também é avaliado por meio de simulações, permitindo-se antever uma proposta de baixo custo, acionamento simplificado, elevada eficiência global, elevada eficácia luminosa e elevada vida útil. Finalmente, um estudo complementar desta dissertação considera a influência do posicionamento geométrico dos LEDs para a distribuição luminosa no plano de trabalho. Uma análise matemática e experimental é conduzida neste sentido e contribuiu para a alocação das unidades luminosas ao longo da barra de suporte da luminária de baixa potência implementada.