Estudo Comparativo Entre Topologias Integradas Para Alimentação De Lâmpadas A Vapor De Sódio De Alta Pressão

Authors

  • Marco Antônio Dalla Costa Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil
  • Tiago Bandeira Marchesan Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil
  • Jeferson Scheffer da Silveira Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil
  • Ricardo Nederson do Prado Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil
  • José Marcos Alonso Álvarez Universidad de Oviedo – Departamento de Ingienería Eléctrica, Electrónica, de Computadores y Sistemas, Gijón - España

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2010.2.115124

Keywords:

Correção do fator de potência, lâmpadas a vapor de sódio, ressonâncias acústicas, topologias integradas

Abstract

Este artigo apresenta uma metodologia de integração de conversores CC/CC para alimentação de lâmpadas a vapor de sódio de alta pressão. Todos os circuitos propostos apresentam correção do fator de potência e alimentam as lâmpadas a partir de uma forma de onda quadrada de baixa freqüência, com o objetivo de evitar a ocorrência de ressonâncias acústicas. Os conversores propostos para efetuar a etapa de correção do fator de potência são buck, boost, buck-boost, flyback, sepic e zeta. A etapa de controle da corrente da lâmpada é efetuada por um conversor flyback composto de um enrolamento primário e dois secundários, os quais comutam em baixa freqüência de modo a aplicar a forma de onda adequada na lâmpada. As etapas de correção do fator de potência e de controle da corrente da lâmpada são integradas e compartilham um mesmo interruptor, de modo a reduzir custo e complexidade do reator. Uma técnica de integração de conversores, denominada grafted switches, é utilizada como metodologia de integração dos conversores propostos. São apresentados os parâmetros de projeto e, a partir destes, um procedimento de projeto dos circuitos propostos é desenvolvido. Resultados experimentais de todas as topologias propostas e uma análise comparativa entre as mesmas são apresentados.

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Author Biographies

Marco Antônio Dalla Costa, Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil

nascido em 03/10/1978 em Santa Maria – RS, possui graduação em Engenharia Elétrica e Mestrado em Eletrônica de Potência pela Universidade Federal de Santa Maria (2002 e 2004, respectivamente). Finalizou o curso de doutorado na Universidad de Oviedo - Espanha em fevereiro de 2008, obtendo as qualificações de "Sobresaliente Cum Laude", “Doctorado Europeo” e também recebendo o título de “Premio Extraordinario de Doctorado”. Atualmente, é Professor Adjunto na Universidade Federal de Santa Maria. É autor de mais de 20 artigos completos publicados em periódicos internacionais Qualis A1, e mais de 60 artigos científicos publicados em congressos internacionais e nacionais. É revisor dos seguintes periódicos: Electronics Letters, IEEE Transactions on Plasma Science, IEEE Transactions on Industrial Electronics, IEEE Transactions on Power Electronics e Revista Eletrônica de Potência (SOBRAEP). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Circuitos Eletrônicos, atuando principalmente nos seguintes temas: LED drivers, electronic ballasts (reatores eletrônicos), self-oscillating drivers, dimming de lâmpadas de descarga de alta e baixa pressão, ressonâncias acústicas e eficiência de circuitos eletrônicos.

Tiago Bandeira Marchesan, Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil

nascido em Santa Maria – RS, em 1980, possui graduação em Engenharia Elétrica e Doutorado em Eletrônica de Potência pela Universidade Federal de Santa Maria (2003 e 2008, respectivamente). Trabalhou como pesquisador junto ao grupo GEDRE de 2000 a 2008. Em 2008 ingressou como professor na Universidade Regional do Noroeste do Rio Grande do Sul (UNIJUI). Desde 2009 está trabalhando como pesquisador junto ao grupo WEG e como professor na Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS). Seus interesses incluem: reatores eletrônicos, lâmpadas de descarga, diodos emissores de luz (LEDs) e conversores de potência.

Jeferson Scheffer da Silveira, Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil

nascido em Santo Ângelo em 1986, possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria em 2009. Trabalhou como pesquisador junto ao grupo GEDRE de 2005 a 2009. Seus tópicos de interesse incluem: reatores eletrônicos, lâmpadas de descarga, conversores estáticos e proteção de sistemas de potência.

Ricardo Nederson do Prado, Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Inteligência em Iluminação (GEDRE), Santa Maria – RS – Brasil

nascido em Itapiranga – RS em 1961. Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria em 1984. Realizou os cursos de Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em 1987 e 1993, respectivamente. De 1987 a 1992 trabalhou como Professor Assistente na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Desde 1993 está trabalhando na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde atualmente é Professor Associado junto ao Departamento de Processamento de Energia Elétrica. Em 1997 fundou o grupo GEDRE (Grupo de Estudo e Desenvolvimento de Reatores Eletrônicos). De 2005 a 2006 realizou estágio pós-doutoral junto ao Fraunhofer Institute, Sankt Augustin, Alemanha. É autor de mais de 150 artigos técnicos publicados em congressos internacionais e revistas. Seus tópicos de interesse incluem: conversores estáticos, lâmpadas de descarga de alta e baixa pressão, eficiência luminosa, reatores eletrônicos, LEDs como fontes de luz e correção do fator de potência. Dr. Prado é membro fundador da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência, membro da Sociedade Brasileira de Automática e de várias sociedades da IEEE. Também é revisor da Revista Eletrônica de Potência, Revista Brasileira de Automática e de várias revistas da IEEE.

José Marcos Alonso Álvarez, Universidad de Oviedo – Departamento de Ingienería Eléctrica, Electrónica, de Computadores y Sistemas, Gijón - España

nascido em 27/09/1967 em Gijón – Espanha, possui graduação em Engenharia Industrial e Doutorado pela Universidad de Oviedo, 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 trabalhou como Professor Associado no mesmo departamento, onde desde 2007 é Professor Catedrático. Prof. Alonso é primeiro autor de mais de setenta artigos publicados em congressos internacionais e revistas de eletrônica de potência; e é co-autor de mais de duzentos artigos. Seus tópicos de interesse incluem: reatores eletrônicos de alta freqüência, modelagem de lâmpadas de descarga, conversores eletrônicos para geração de ozônio, conversores eletrônicos para aplicações eletrostáticas, topologias para correção do fator de potência, e conversores estáticos de alta freqüência em geral. Prof. Alonso é 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, do IEEE Industrial Electronics Society em 2006. Recebeu o prêmio best paper award em 2009 no congresso IEEE International Symposium on Industrial Electronics, também o second prize paper award em 2005 no congresso IEEE Industry Applications Society Meeting, Production and Application of Light Committee, e também o prêmio IEEE Industrial Electronics Society Meritorious Paper Award, em 1996. Dr. Alonso é membro ativo do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), onde colabora como revisor de periódicos, chairman em congressos, organizador de sessões especiais, entre outras atividades. Desde outubro de 2002 colabora como Editor Associado no IEEE Transactions on Power Electronics no tema de Aplicações de Iluminação. Também colaborou como Guest Editor no Special Issue on Lighting Applications, publicado na IEEE Transactions on Power Electronics, em maio de 2007. Também é membro do European Power Electronics Association e pertence ao International Steering Committee of the European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), onde normalmente colabora como topic co-chair. Também é membro do International Ozone Association (IOA).

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Published

2010-05-31

How to Cite

[1]
M. Antônio Dalla Costa, T. Bandeira Marchesan, J. Scheffer da Silveira, R. Nederson do Prado, and J. M. Alonso Álvarez, “Estudo Comparativo Entre Topologias Integradas Para Alimentação De Lâmpadas A Vapor De Sódio De Alta Pressão”, Eletrônica de Potência, vol. 15, no. 2, pp. 115–124, May 2010.

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Vol. 15 No. 2 (2010)

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