Desenvolvimento de topologias com redução do processamento redundante de energia para acionamento de leds
Resumo
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um método de conexão de conversores,
chamado Cascata Otimizada, o qual visa reduzir o processamento redundante de energia
em topologias de múltiplos estágios para acionamento de LEDs. Uma análise preliminar das
soluções disponíveis atualmente na literatura acadêmica é realizada, na qual são demonstrados
diferentes tipos de soluções, suas características e como podem ser classificadas. Em seguida,
uma análise das características gerais da cascata otimizada é apresentada, bem como o método
empregado para redução da capacitância de barramento. Tal redução visa a substituição de capacitores
eletrolíticos por tecnologias alternativas, com o intuito do aumento da vida útil do
driver. Uma das inovações deste trabalho é a proposição uma metodologia de projeto, com
foco na eficiência e na redução da capacitância. Além disso, também foi elaborado um modelo
matemático, de forma a determinar o impacto da ondulação da tensão no barramento sobre a
corrente nos LEDs. A partir desse modelo, foi possível estabelecer parâmetros para a escolha
do melhor modo de operação para o segundo estágio e estimação da redução do capacitor de
barramento. Também foram analisados diversos controladores para o segundo estágio, sendo
proposto o uso do controle ressonante para projetos mais exigentes com respeito ao valor do
capacitor de barramento e da ondulação na corrente de saída. Por fim, dois protótipos foram
montados e testados, obtendo uma eficiência de aproximadamente 90%, fator de potência de
0;99 e total observância aos parâmetros de qualidade de energia e flicker. Em ambos os protótipos
foram empregados capacitores de filme, o que contribui para elevar a vida útil do conversor,
compatibilizando-a com a vida útil da carga LED.