Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12089
Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
josuélimadasilva.pdfPDF/A3.99 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir
Tipo: Dissertação
Título: Retificador de alto fator de potência e reduzido filtro de modo diferencial para alimentação de leds baseado na topologia SEPIC isolada com magnéticos integrados
Autor(es): Silva, Josué Lima da
Primeiro Orientador: Almeida, Pedro Santos
Membro da banca: Costa, Marco Antônio Dalla
Membro da banca: Braga, Henrique Antônio Carvalho
Membro da banca: Soares, Guilherme Márcio
Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta para alimentação de LEDs empregando um driver off-line, isolado e de estágio único baseado no conversor SEPIC com indutores acoplados operando em modo de condução descontínua (DCM). A topologia escolhida permite a redução do conteúdo harmônico de alta frequência da corrente de entrada mediante ajuste dos parâmetros dos indutores acoplados (uma técnica conhecida como ripple steering), cujo benefício é a redução da indutância e volume do filtro EMI de modo diferencial. Outro benefício da técnica é a possibilidade de integração dos indutores acoplados e do transformador isolador em um único magnético, o que contribui para um conversor com menor número de componentes, tornando-o uma alternativa com número de componentes similar a de um conversor flyback, considerado um padrão de projeto da indústria no que se trata de drivers isolados e de estágio único. Em relação ao flyback, a topologia escolhida permitiu uma redução teórica de 7,61 vezes da indutância do filtro de modo diferencial. Para que a implementação prática do conversor fosse possível, foi desenvolvida uma nova estrutura magnética, especialmente projetada para a aplicação. Além da modelagem analítica do conversor e da estrutura magnética, técnicas de simulação como SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) e FEM (Finite Element Method) também são utilizadas. Por fim, é apresentado um protótipo para acionamento em malha aberta de uma luminária de iluminação pública de 50 W a partir de uma rede de 220 V eficazes. Os resultados experimentais mostram que o protótipo apresenta alto fator de potência (0,978), elevada eficiência (93%), baixa distorção harmônica total (4,7%), atendimento integral aos requisitos mínimos da norma IEC 61000-3-2 classe C e atendimento parcial a norma EN55015.
Abstract: This work presents a proposition for feeding of LEDs by using an isolated and single-staged off-line driver, based on the SEPIC converter with coupled inductors working on discontinuous conduction mode (DCM). The chosen topology allows the reduction of the high frequency harmonic content of the input current adjusting the parameters of the coupled inductors (a technique known as ripple steering), which the benefits is the reduction of the inductance and volume of the differential mode EMI filter. Another benefit of the applied technique is the possibility of integrating the coupled inductors and the isolating transformer in a single magnetic, which contributes to a converter with smaller number of components, making it an alternative with number of components similar to a flyback converter, considered an industry design standard for single-stage and isolated drivers. Regarding the flyback, the chosen topology allowed a theoretical reduction of 7.61 times of the inductance of differential mode filter. A new magnetic structure was specially developed for this work in order to make the implementation of the converter prototype possible. Besides the analytical modelling of the converter and the new magnetic structure, some simulation techniques were also used, such as, the FEM (Finite Element Method) and the SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Finally, a prototype for open loop driving of a 50 W street light fixture from an effective 220 V grid is presented. The experimental results show that the prototype features high power factor (0.978), high efficiency (93%), low total harmonic distortion (4.7%), full compliance with minimum requirements of IEC 61000-3-2 class C and partial compliance with EN55015..
Palavras-chave: Sepic Isolado
Indutores Acoplados
Magnéticos integrados
Interferência eletromagnética
Filtro de modo diferencial
Diodos emissores de luz
Correção ativa do fator de potência
Isolated sepic
Coupled inductors
Integrated magnetics
Electromagnetic interference
Differential mode emi filter
Light-emitting diodes
Active power factor correction
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12089
Data do documento: 24-Set-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons Creative Commons