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dc.contributor.advisorBender, Vitor Cristiano
dc.creatorAlmeida, Bruno Facco
dc.date.accessioned2022-08-23T16:56:19Z
dc.date.available2022-08-23T16:56:19Z
dc.date.issued2022-08-15
dc.date.submitted2022
dc.identifier.citationALMEIDA, B. C. Circuito para acionamento e controle do fluxo luminoso de LEDs aplicados em sistemas de iluminação circadiana. 2022. 117 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Educação Especial)-Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2022.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/25943
dc.descriptionTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de Controle e Automação, RS, 2022.por
dc.description.abstractThis work presents some concepts associated with power electronics, filters, electronics, programming and control for the development of an integrated Buck-Boost Forward converter to drive LEDs (Light-Emitting Diodes) applied in circadian lighting systems. Based on the motivation presented, it was sought to develop a system for do tests on low power LEDs, covering the stage of power supply and control of the luminous flux, being necessary to activate them with considerable voltage at the output, due to the series connection of the LEDs in the lamp. In addition, with the variation of the luminous flux of the LED, it is necessary to control the converter to maintain the power at the output, requiring the design, instrumentation and control of this system. Within the scope of this work, the theoretical study, system components design that make up the power and control stage, simulation, prototypes and practical tests are part of the scope of this work. Simulations were carried out for theoretical validation, using MATLAB® and PSIM® software, in addition to the design and practical test of the converter, instrumentation and control system. The results obtained in practice operating in open loop demonstrated the correct design of the converter, where the waveforms were similar to the theory, but the current values were below the reference value, due to the switching losses and the converter elements losses, which were not accounted for due to not being the main focus of the work. The closed-loop tests demonstrated in practice the importance of the converter's relationship with the load behavior. The tests with LED load did not obtain the expected result, due to the sudden reduction of the current when the duty cycle reduction occurs. This is due to the reduction of the output voltage to a value below the threshold voltage of the LEDs, impacting the increase in the bus voltage and current that circulates in the main inductive elements of each stage of the converter. For a resistive load, the tests occurred as expected, managing to switch the load with a value below the reference, due to waveform distortions and sensor measurement error. The fact that the system works in closed-loop with resistive load is due to the fact that the resistive load does not exist, the condition that the LEDs have in relation to the minimum voltage to conduct current and its relation with the Forward characteristic cannot operate without load. Comparing the simulation and practical results, the importance of considering some characteristic factors of LEDs in the theoretical project is highlighted, avoiding discrepancies between the results. In addition, the points where the project needs to be improved are reinforced by proposing items on which it is necessary to have a special focus for this system to work for this application.eng
dc.languageporpor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectConversorpor
dc.subjectBuck-Boosteng
dc.subjectForwardeng
dc.subjectCiclo Circadianopor
dc.subjectLEDspor
dc.subjectIntensidade Luminosapor
dc.subjectControlepor
dc.subjectSimulaçãopor
dc.subjectInstrumentaçãopor
dc.subjectConvertereng
dc.subjectCircadian Cycleeng
dc.subjectLuminous Intensityeng
dc.subjectControleng
dc.subjectSimulationeng
dc.subjectInstrumentationeng
dc.titleCircuito para acionamento e controle do fluxo luminoso de LEDs aplicados em sistemas de iluminação circadianapor
dc.title.alternativeCircuit for drive and control of LEDs light flow applied in circadian lighting systems Inglêseng
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasil.por
dc.degree.graduationEngenharia de Controle e Automaçãopor
dc.description.resumoEste trabalho apresenta alguns conceitos associados à eletrônica de potência, filtros, eletrônica, programação e controle para o desenvolvimento de um conversor integrado Buck-Boost Forward para acionamento de LEDs (Light-Emitting Diodes) aplicados em sistemas de iluminação circadiana. A partir da motivação apresentada, se buscou desenvolver um sistema para realização de testes em LEDs de baixa potência, abrangendo a etapa de alimentação e controle do fluxo luminoso, sendo necessário acioná-los com tensão considerável na saída, devido à conexão série dos LEDs da luminária. Além disso, com a variação do fluxo luminoso do LED, é necessário controlar o conversor para manter a potência na saída, sendo requerido o projeto, instrumentação e controle desse sistema. Dentro do escopo desse trabalho faz parte o estudo teórico, projeto dos componentes do sistema que compõem a etapa de potência e controle, simulação, fabricação e testes práticos. Foram realizadas simulações para validação teórica, utilizando os softwares MATLAB® e PSIM® além do projeto e teste prático do conversor, instrumentação e sistema de controle. Os resultados obtidos na prática operando em malha-aberta demonstraram o correto projeto do conversor, onde as formas de onda se mostraram semelhantes à teoria, porém os valores de corrente ficaram abaixo do valor de referência, decorrente das perdas do chaveamento e dos elementos do conversor, os quais não foram contabilizados devido a não ser o foco principal do trabalho. Os testes em malha-fechada demonstraram na prática a importância da relação do conversor com o comportamento da carga. Os testes com carga de LED não obtiveram o resultado esperado, decorrente da redução brusca da corrente quando ocorre a redução da razão cíclica. Isso ocorre devido à redução da tensão na saída a um valor abaixo da tensão de limiar de condução dos LEDs, impactando no aumento da tensão de barramento e corrente que circula nos elementos indutivos principais de cada etapa do conversor. Para uma carga resistiva, os testes ocorreram de maneira esperada, conseguindo chavear a carga com um valor abaixo da referência, decorrente de distorções da forma de onda e erro de medida do sensor. O sistema funcionar em malha-fechada com carga resistiva, é devido ao fato de que nesse tipo de carga não existe a condição que os LEDs possuem, em relação a tensão mínima para conduzir corrente, e sua relação com a característica do Forward não poder operar sem carga. Comparando os resultados de simulação e práticos, destaca-se a importância de considerar alguns fatores característicos dos LEDs no projeto teórico, evitando discrepâncias entre os resultados. Além disso, reforça-se os pontos no qual o projeto precisa ser melhorado propondo itens no qual é necessário ter um foco especial para que esse sistema funcione para essa aplicação.por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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