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Título: Conversor de único estágio para iluminação pública empregando módulos leds impondo potência nominal em condições de falhas parciais na carga
Título(s) alternativo(s): Single stage converter for street lighting using multiple led modules applying nominal output power in partial load failure
Autor(es): Malschitzky, Alessandro
Orientador(es): Nascimento, Claudinor Bitencourt
Palavras-chave: Diodos emissores de luz
Conversores de frequência
Fator de potência
Falhas de energia elétrica
Iluminação elétrica
Light emitting diodes
Frequency changers
Electric power factor
Electric power failures
Electric lighting
Data do documento: 28-Nov-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: MALSCHITZKY, Alessandro. Conversor de único estágio para iluminação pública empregando módulos leds impondo potência nominal em condições de falhas parciais na carga. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024.
Resumo: Um sistema eletrônico para iluminação pública empregando LEDs de potência distribuídos em quatro módulos é apresentado neste trabalho. O sistema é composto por um conversor de único estágio que utiliza o conceito charge pump, que possibilita a correção do fator de potência dentro das normas internacionais, além de possuir uma baixa tensão de barramento. A carga é composta por quatro módulos LEDs totalizando aproximadamente 100 W, onde cada um dos módulos é conectado em paralelo aos capacitores de dois retificadores dobradores. Cada retificador dobrador é conectado a um dos indutores acoplados, os quais possuem a função de limitar a corrente e impor a potência nominal no sistema mesmo em caso de falha de um ou dois módulos. É apresentado o princípio de funcionamento do conversor proposto em regime permanente de maneira que tanto o modelo matemático quanto uma metodologia de projeto sejam desenvolvidos. Resultados de simulação computacional e experimental, para o conversor operando com potência nominal e tensão de alimentação de entrada de 127 V, além de um rendimento próximo a 93%, são apresentados, validando o estudo desenvolvido neste trabalho.
Abstract: A street lighting system employing power LEDs distributed in four modules is presented in this work. The system contains a single stage converter derived using the charge pump concept, alloying power factor correction attending international standards, even with low bus voltage. The load is composed of four LED modules totaling around 100 W, each module is connected in parallel with the capacitors of two doubler-rectifiers. Each one of these rectifiers is connected to one of the windings of a coupled inductor, thus limiting the load current and maintaining nominal output power in case of one or two LED string failure. The operating principle of the proposed converter in a steady state is presented so that both the mathematical model and a design methodology can be developed. Computational simulation and experimental results for the converter operating with a nominal power and input voltage of 127 V, in addition to an efficiency close to 93%, are presented, validating the study developed in this work.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35594
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