Conversor híbrido para sistemas de iluminação com comunicação por luz visível
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Data
2022-03-04Autor
Loose, Felipe 
Primeiro orientador
Dalla Costa, Marco Antônio
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Este trabalho considera uma nova proposta de circuito de acionamento (driver) para diodos
emissores de luz (LEDs) com a função de iluminação e comunicação por luz visível (visible
light communication - VLC). A VLC utiliza a luz gerada por LEDs para a transmissão de informação
digital através da modulação da corrente elétrica, o qual modula a luz emitida. A
hipótese principal desta tese se concentra na ideia de que é possível obter alta eficiência de processamento
de energia utilizando amplificadores lineares de potência em um sistema de dupla
função, através da confecção de um conversor híbrido. Portanto, a solução proposta permite
unir o alto rendimento das fontes chaveadas com a alta largura de banda dos amplificadores
lineares. O circuito proposto é capaz de regular a corrente média de saída, para fins de iluminação,
bem como a corrente instantânea, modulada para fins de comunicação. Realiza-se uma
ampla revisão bibliográfica a respeito das modalidades de circuitos de dupla função presentes
na literatura. A partir do conteúdo observado, embasando-se no modelo linear de uma carga de
LED, apresenta-se uma proposta de conversor híbrido CC-CC de um único indutor que processa
a energia para duas saídas de tensão, de modo a processar as funções de iluminação em cada
uma destas respectivas saídas. Sustenta-se a hipótese sugerida a partir da confecção de um protótipo
de conversor rebaixador (buck) híbrido, concomitante com um amplificador linear classe
AB, trabalhando em uma configuração paralela. É apresentada uma metodologia de projeto baseado
na Transformada de Laplace, a fim de garantir o correto projeto das tensões, correntes e
da largura de banda do sistema. Mais além, coloca-se o protótipo sobre a análise quantitativa de
duas figuras de mérito: a eficiência energética e a magnitude do valor de erro (error vector magnitude).
Os resultados são comparados com outros trabalhos similares presentes na literatura.
Em conclusão, o protótipo sustenta a hipótese desta tese, ao processar a energia a partir de um
barramento CC de 48 V, fornecendo 20 W de potência com eficiência de 94% para uma carga
de LED. O sistema é capaz de fornecer uma largura de banda de 3,68 MHz e uma capacidade
experimental de transmissão de 6,05 megabits por segundo, sendo esta última limitada somente
pela qualidade do circuito receptor utilizado.
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