Minimização de Capacitância em Luminárias à Led Baseada na Conexão Otimizada de Conversores Estáticos

Douglas Camponogara; Diogo Ribeiro Vargas; Marco Antônio Dalla Costa; Alexandre Campos; Tiago Bandeira Marchesan; José Marcos Alonso

doi:10.18618/REP.2013.2.10011009

Authors

Douglas Camponogara Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS
Diogo Ribeiro Vargas Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS
Marco Antônio Dalla Costa Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS
Alexandre Campos Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS
Tiago Bandeira Marchesan Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS
José Marcos Alonso Universidade de Oviedo, Gijon - Espanha

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2013.2.10011009

Keywords:

Conversores CA-CC, Eficiência Energética, Fonte de Potência Chaveada, Lâmpadas LED

Abstract

Este artigo apresenta uma estrutura de conversor estático, utilizando processamento parcial de energia, para minimizar capacitâncias em luminárias à base de LEDs aplicadas na iluminação pública, onde potências maiores que 70 W geralmente são requisitadas. A estrutura da topologia é baseada em dois conversores, conectados de maneira que o segundo conversor processe apenas uma pequena parcela da potência total enviada à carga. Além disso, com o intuito de diminuir a capacitância do primeiro estágio, uma estratégia de controle é utilizada com o objetivo de compensar ativamente essa ondulação. Os conversores utilizados, a modelagem matemática e a estrutura do controle são mostrados em detalhes. Um protótipo foi montado, com 75 W de potência para 220 Vrms de tensão de entrada, a fim de demonstrar a funcionalidade da ideia e suas principais características.

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Author Biographies

Douglas Camponogara, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS

nascido em 30/08/1987 em Bagé/RS é Engenheiro Eletricista (2010) e Mestre (2012) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde atualmente realiza seu Doutorado, também em Engenharia Elétrica. Suas áreas de interesse são: iluminação com LEDs, eletrônica de potência, controle de conversores estáticos.

Diogo Ribeiro Vargas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS

é Engenheiro Eletricista (2010) e Mestre em Engenharia Elétrica (2012) pela UFSM. Atualmente é aluno de Doutorado em Engenharia Elétrica da mesma instituição. Suas áreas de interesse incluem sistemas embarcados, sistemas de controle eletrônicos, eletrônica de potência e sistemas de iluminação.

Marco Antônio Dalla Costa, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS

nascido em 03/10/1978 em Santa Maria/RS, possui graduação em Engenharia Elétrica e Mestrado em Eletrônica de Potência pela UFSM (2002 e 2004, respectivamente). Finalizou o curso de doutorado na Universidad de Oviedo - Espanha em fevereiro de 2008. Desde 2009 é Professor Adjunto na UFSM. É autor de mais de 30 artigos completos publicados em periódicos internacionais Qualis A1, e mais de 80 artigos científicos publicados em congressos internacionais e nacionais. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica de Potência, atuando principalmente nos seguintes temas: circuitos de alimentação de LEDs, reatores eletrônicos para lâmpadas de descarga, comando autooscilante, dimming de lâmpadas de descarga de alta e baixa pressão, ressonâncias acústicas, eficiência de circuitos eletrônicos, fontes alternativas de energia e transformadores de estado sólido.

Alexandre Campos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS

graduou-se em Engenharia Elétrica pela UFSM (1981), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1986) e Ph.D. em Engenharia Elétrica pela Concordia University, Montreal (1994). Atualmente é Professor Associado na UFSM. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica e de Computação, com ênfase em Medição, Controle, Correção e Proteção de Sistemas Elétrônicos de Potência, atuando principalmente nos seguintes temas: reatores eletrônicos, conversores estáticos de potência, compensadores e filtros estáticos de potência, sistemas de iluminação, sistemas lógicos programáveis, sistemas embarcados e processamento de sinais. Atua também na área de educação, principalmente na utilização de metodologias de ensino usando o empreendedorismo e a inovação como base. É especialista na metodologia CEFE.

Tiago Bandeira Marchesan, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS

possui graduação em Engenharia Elétrica pela UFSM (2003) e doutorado em Engenharia Elétrica (2007) pela mesma Universidade. Realizou seu doutorado com estágio na Universidad de Oviedo, España. Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Eletrônica e Computação da UFSM. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, tendo atuado como pesquisador do Grupo WEG (Weg Equipamentos Elétricos S.A.), professor do curso de Engenharia Elétrica da Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS) e da Universidade do Noroeste do Estado do RS (UNIJUI). Atua, principalmente, nas seguintes áreas: Projeto e desenvolvimento de reatores eletrônicos para lâmpadas de descarga em alta e baixa pressão, fontes chaveadas, métodos de correção do fator de potência, controle de intensidade luminosa, e em inovações na área de transformadores de potência (Grupo WEG T& D).

José Marcos Alonso, Universidade de Oviedo, Gijon - Espanha

nascido em Gijón, Espanha, possui graduação em Engenharia Industrial e Doutorado pela Universidade de Oviedo, Espanha, em 1990 e 1994, respectivamente. De 1990 a 1994 trabalhou como Professor Assistente no Departamento de Eletrônica da Universidade de Oviedo. De 1997 a 2007 foi Professor Associado no mesmo departamento, onde desde 2007 é Professor Catedrático. Prof. Alonso é coautor de mais de 250 artigos publicados em congressos e jornais internacionais. Seus tópicos de interesse incluem: reatores eletrônicos de alta frequência, modelagem de lâmpadas de descarga, conversores eletrônicos para aplicações eletrostáticas e geração de ozônio, topologias para correção do fator de potência e conversores estáticos de alta frequência em geral. Prof. Alonso tem sido orientador de seis teses de doutorado na área de eletrônica de potência e possui seis patentes espanholas concedidas. Prof. Alonso foi premiado pelo governo espanhol no Programa de Intensificação de Atividades de Pesquisa, no período de 2008- 2012. Também recebeu o prêmio intitulado Early Career Award, da IEEE Industrial Electronics Society em 2006 e três prêmios a artigos publicados na IEEE. Prof. Alonso tem colaborado como organizador de várias seções especiais em congressos e jornais do IEEE e é membro do International Steering Committee of the European Conference on Power Electronics and Exposition (EPE).

References

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