Sistemas eletrônicos para iluminação de exteriores empregando diodos emissores de luz (LEDs) alimentados pela rede elétrica e por baterias
Abstract
Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto e análise de circuitos eletrônicos
aplicados à iluminação de exteriores empregando diodos emissores de luz (LEDs). O objetivo das
topologias desenvolvidas neste trabalho é proporcionar aos LEDs uma alimentação adequada
através da rede elétrica, com alto fator de potência, e através de baterias quando necessário. Para
isso, são propostas e analisadas algumas topologias empregando conversores CC-CC integrados e
de estágio único. Estas topologias têm como principal aplicação sistemas de iluminação pública
sem consumo de energia a partir da rede elétrica durante o Horário de Ponta, alimentando o
circuito por baterias. Além disso, as baterias podem manter o funcionamento do sistema durante
uma possível falha no fornecimento de energia pela rede elétrica, operando como um sistema de
iluminação de emergência. Estas aplicações são justificadas pela redução da demanda de energia
do sistema elétrico de potência durante horários críticos e aumento da confiabilidade do sistema
de iluminação pública. Ao longo do trabalho, as principais características do LED e de baterias
aplicadas em sistemas de iluminação são abordadas, juntamente com a especificação da luminária
e do banco de baterias empregados. A metodologia de projeto proposta para cada topologia
desenvolvida tem por objetivo auxiliar o projeto do conversor visando melhor aproveitamento dos
semicondutores e redução do valor do capacitor de barramento. A análise crítica dos conversores
é realizada com o objetivo de avaliar a eficiência dos circuitos, o fator de potência, características
de tensão e de corrente nos principais componentes e o atendimento à norma IEC 61000-3-2
Classe C que limita o conteúdo harmônico da corrente de entrada. Por fim, são propostos circuitos
eletrônicos para o gerenciamento e controle do sistema de iluminação.