Conexão alternativa do capacitor de saída em conversores integrados para drivers de LEDs e seu impacto na redução da ondulação de baixa frequência
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Date
2023-07-23Primeiro membro da banca
Camponogara, Douglas
Segundo membro da banca
Abdelmessih , Guirguis Zaki Guirguis
Terceiro membro da banca
Fonseca, Zito Palhano da
Quarto membro da banca
Prado, Ricardo Nederson do
Metadata
Show full item recordAbstract
Esta tese apresenta a concepção, análise, modelagem e confirmação experimental de uma
proposta de conexão alternativa do capacitor de saída em conversores integrados visando
a redução de capacitâncias em drivers de LEDs. Embora vantajosa em vários aspectos,
a integração de conversores leva à perda de independência entre as etapas do conversor, uma vez que ambas as etapas são controladas pelo mesmo interruptor ativo. Essa
condição torna impraticável adotar técnicas de controle que atuem diretamente na razão
cíclica do interruptor integrado para mitigar a ondulação de baixa frequência na corrente
de saída sem distorcer a corrente de entrada. A ondulação de baixa frequência transferida
da tensão do barramento para a corrente do LED foi estudada para conversores integrados
operando com razão cíclica constante. Para cumprir a recomendação IEEE 1789-2015, os
conversores integrados usam elevados valores de capacitâncias para mitigar a ondulação
de baixa frequência. Conversores operando no modo de condução descontínua (DCM)
têm sido amplamente adotados porque transferem menos ondulação para a saída do que
os conversores operando no modo de condução contínua (CCM). Uma nova configuração
de circuito para a etapa de controle de potência buck-boost integrada com uma etapa de
correção de fator de potência buck-boost é explorada neste trabalho como técnica para minimizar a ondulação de saída de baixa frequência para conversores operando com razão
cíclica constante. O circuito proposto fornece realimentação de corrente para o capacitor
do barramento, atuando para reduzir a ondulação de baixa frequência da corrente de saída
e da tensão do barramento. Modelos dinâmicos para o conversor proposto em CCM e DCM
são obtidos e usados para determinar a modulação da corrente de saída como função dos
parâmetros do conversor. É mostrado que a topologia proposta em CCM resulta em uma
ondulação de baixa frequência menor do que uma contraparte convencional no mesmo
ponto de operação. Um exemplo de projeto para um driver de 95 W alimentando uma
carga LED de 98,8 V / 960 mA é apresentado, comparando o conversor integrado convencional com a estrutura proposta nesta tese. Os resultados experimentais mostram que o
arranjo proposto pode alcançar resultados semelhantes ao circuito convencional em eficiência, THD ou estresse em semicondutores, enquanto a modulação da corrente de saída
obtida, igual a 8,66 %, é 3,5 vezes menor do que a do circuito convencional no mesmo
ponto de operação e valores dos componentes.
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