Análise da transferência de ondulação de baixa frequência em drivers de LEDs
Resumo
Este trabalho apresenta a análise da transmissão de ondulação de baixa frequência da tensão de barramento para a corrente de saída em drivers de LEDs, no estágio de controle de potência. Os conversores buck, boost e buck-boost operando em modo de condução descontínuo são avaliados. O objetivo final é verificar os valores máximos de ondulação permitidos no barramento dos conversores para que a topologia proposta siga as recomendações da IEEE Std. 1789-2015. Esta recomendação define os níveis de modulação de corrente para mitigar os efeitos do flicker na saúde de observadores dos sistemas de iluminação. Para isso, é apresentado um procedimento de cálculo para determinar a transmissão de ondulação das topologias propostas, utilizado para comparar três diferentes modelos de LEDs. A partir dessas análises, a carga de LEDs 3014, composta por 96 LEDs e com potência nominal de 20W, é selecionada para ser simulada e implementada em três pontos de operação de tensão de barramento de cada topologia. Para uma avaliação mais ampla dos conversores, as eficiências de cada resultado experimental foram medidas. O conversor buck-boost mostrou-se o mais flexível em termos de transferência de ondulação, por possuir o fator de 1,75 vezes maior para toda a faixa de operação avaliada, porém apresenta os menores rendimentos do comparativo, entre 90,7% e 92,7%, que reduzem conforme aumenta a tensão na entrada do circuito. Quando é possível operar o conversor com tensões no barramento elevadas, o conversor buck torna-se uma boa alternativa, com níveis de transferência de ondulação de em torno de duas vezes e rendimentos acima de 93,5%. Quando a tensão de barramento pode ser pequena, levando a uma relação entre a tensão de saída e de entrada alta, o conversor boost é uma alternativa, com transferências de ondulação de até 2,4 vezes e rendimentos acima de 93,5%.
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