Conversor eletrônico de alto fator de potência para alimentação de leds aplicando a técnica input current shaper
Abstract
Este trabalho apresenta a análise, simulação, projeto e execução de uma topologia integrada de dois conversores estáticos CC/CC para acionamento de LEDs de potência, apresentando estágio de correção de fator de potência. A correção do fator de potência é um fator essencial quando se trabalha com LEDs, pois é necessário que se cumpram os padrões estabelecidos na norma NBR 16026. O estágio de correção de fator de potência é realizado por um conversor Flyback em modo de condução descontínua, aplicando a técnica input current shaper. Esta técnica consiste na conexão de um conversor operando como um emulador de resistência entre a ponte retificadora de entrada e o capacitor de barramento, a fim de aumentar o ângulo de condução da corrente de entrada, obtendo assim baixos valores de harmônicas de corrente injetados na rede elétrica. A redução do conteúdo harmônico é necessária para que se cumpra com a norma IEC 61000-3-2 Classe C, que regulamenta equipamentos de iluminação. O uso de um conversor Flyback operando como um emulador de resistência possibilita redução no processamento de energia, o que aumenta a eficiência total do conversor. O estágio de controle de potência para os LEDs é realizado por um conversor Buck, também em modo de condução descontínua, devido à sua simplicidade e pela característica de redutor de tensão. A integração é realizada a fim de se reduzir o número de interruptores ativos, diminuindo assim o número de circuitos auxiliares de comando e, consequentemente, o número total de componentes, volume e custo total do circuito. Além disto, o uso de dois estágios permite a redução da capacitância de barramento, pois o segundo estágio pode compensar a ondulação de baixa frequência. Deste modo, pode-se eliminar o uso de capacitores eletrolíticos ou utilizar capacitores de menor volume, aumentando assim a confiabilidade do circuito de acionamento, o que é um fator essencial para este tipo de aplicação. Portanto, além de um alto fator de potência e reduzida taxa de distorção harmônica, é esperada uma alta eficiência e elevada vida útil. O conversor apresenta também possibilidade de dimerização. Um protótipo foi implementado e os resultados experimentais obtidos são apresentados ao fim deste trabalho para confirmar a validade da técnica proposta.
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