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Título: Metodologia para a análise da eficiência e projeto de conversores na configuração cascata parcial destinados à aplicações de iluminação a Led
Título(s) alternativo(s): Methodology for efficiency analysis and design of converters in partial cascade configuration intended for led lighting applications
Autor(es): Degaraes, Celio Antonio
Orientador(es): Lopes, Juliano de Pelegrini
Palavras-chave: Fator de potência
Modelagem
Lâmpadas de LED
Electric power factor
Modelyng
LED lamps
Data do documento: 11-Dez-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: DEGARAES, Celio Antonio. Metodologia para a análise da eficiência e projeto de conversores na configuração cascata parcial destinados à aplicações de iluminação a LED. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023.
Resumo: Este trabalho traz um estudo sobre a eficiência de conversores na configuração em cascata parcial com alto fator de potência e redução de capacitância de barramento. Na parte introdutória é feita uma contextualização da problemática envolvendo a questão da eficiência dos conversores, bem como os principais pontos a serem observados no projeto de um driver para iluminação a LED. Depois, uma revisão bibliográfica trazendo as principais topologias de drivers, com uma abordagem das topologias básicas de conversores na configuração em cascata parcial é mostrada. Uma maneira para calcular as perdas em potência de forma aproximada é proposta para poder se estimar a eficiência na configuração escolhida, que emprega não idealidades para melhor representar as condições reais de operação. Também, uma metodologia para a determinação do fator de reprocessamento e projeto de conversores na configuração em cascata parcial é apresentada, empregando a modelagem proposta, bem como recurso computacional. São feitos exemplos de projeto, simulações para a análise da eficiência e implementação de protótipo a fim de se validar os modelos e analisar a eficiência total do conjunto. Os resultados experimentais obtidos são comparados com os valores de projeto teóricos para se mostrar a aproximação de eficiência alcançada. Por fim, são realizadas comparações dos valores experimentais com os padrões de referência IEC 61000-3-2 Classe C (limite de harmônicos injetados na rede elétrica) e IEEE Std. 1789-2015 (recomendações para atenuação dos efeitos do fliker).
Abstract: This work presents a study on the efficiency of converters in partial cascade configuration, with high power factor and reduction in bus capacitance. The introductory part provides a contextualization of the problem involving the issue of converter efficiency, well as the main points to be observed in the design of a driver for LED lighting. Afterwards, a literature review bringing the main driver topologies, with an approach to the basic converter topologies in partial cascade configuration is shown. A method to calculate power losses of approximate way is proposed to be able to estimate efficiency in the chosen configuration, which employs non-idealities to better represent real operating conditions. Also, a methodology for determining the reprocessing factor and designing converters in partial cascade configuration is presented, using the proposed modeling, well as computational resources. The experimental results obtained are compared with the theoretical design values to show the efficiency approximation achieved. Finally, comparisons of experimental values are made with reference standards IEC 61000-3-2 Class C (limit of harmonics injected into the electrical network) and IEEE Std. 1789-2015 (recommendations for mitigating the effects of flicker).
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33845
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