Reator Eletrônico Para Lâmpadas De Vapor De Sódio De Alta Pressão De 250w Com Alto Fator De Potência Utilizando Um Conversor Ca-ca

Geraldo C. R. Sincero; André S. Franciosi; Arnaldo J. Perin

doi:10.18618/REP.2006.3.207214

Authors

Geraldo C. R. Sincero Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil
André S. Franciosi Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil
Arnaldo J. Perin Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2006.3.207214

Keywords:

comutação suave, Conversor CA-CA, correção de fator de potência, estratégia de modulação, reator eletrônico

Abstract

Uma nova topologia para reatores eletrônicos para Lâmpadas de Vapor de Sódio de Alta Pressão (HPS) com Alto Fator de Potência (HPF) será apresentada neste trabalho. Sem a necessidade de usar um estágio de Correção de Fator de Potência (PFC), um conversor direto de freqüência, CA-CA, é capaz de obter HPF e suprir corrente em alta freqüência para a lâmpada. Devido a esta característica a corrente na saída apresenta-se modulada na freqüência da tensão de entrada; esta característica é apresentada e discutida. Em seguida, diferentes topologias, interruptores bidirecionais e estratégias de modulação para o conversor CA-CA são apresentados. Finalmente, resultados experimentais de um protótipo para uma lâmpada HPS de 250W serão analisados.

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Author Biographies

Geraldo C. R. Sincero, Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil

nascido em Maringá-PR em 29/10/1980. Formado em Engenharia Elétrica em 2003 na UFSC onde recebeu o premio como melhor aluno da turma, Mestrado em Engenharia Elétrica em 2005 na UFSC. Desenvolveu sistemas em eletrônica de potencia junto ao INEP/UFSC como engenheiro de desenvolvimento entre 2005 e 2006. Atualmente cursa o doutorado em engenharia elétrica pela Universite Laval, Quebec, Canadá. Sua área de atuação é Eletrônica de Potência com interesse em sistemas de iluminação, em conversores estáticos de freqüência, conversores para fontes de energia alternativas e acionamento de maquinas elétricas.

André S. Franciosi, Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil

nascido em Vacaria-RS em 26/01/84. Atualmente cursa graduação em Engenharia Elétrica na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atua junto ao grupo de pesquisadores do INEP – Instituto de Eletrônica de Potência onde é bolsista de Iniciação Científica do CNPq desde 2004. Sua área de atuação é Eletrônica de Potência, controle digital, microcotroladores e DSP’s.

Arnaldo J. Perin, Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia Elétrica, INEP – Instituto de Eletrônica de Potência - C.P. 5119, CEP 88040-970, Florianópolis – SC – Brasil

nascido em Nova Prata-RS em 18/12/53. Formado em Engenharia Eletrônica em 1977 na PUC-RS, Mestrado em Engenharia Elétrica em 1980 na UFSC e Doutorado em Eng. Elétrica em 1984 no Institut National Polytechnique - Toulouse - França. Desde 1980 é Professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina com o cargo de Professor Titular. Atua junto ao grupo de pesquisadores do INEP – Instituto de Eletrônica de Potência, onde já participou em projetos em conjunto com a indústria, orientou 37 dissertações de Mestrado e cinco teses de doutorado e publicou em torno de 90 trabalhos em congressos no país e no exterior e é co-autor de um livro. Sua área de atuação é Eletrônica de Potência com interesse em sistemas de iluminação, em conversores estáticos de freqüência e técnicas de modulação em corrente alternada.

References

Groot, J. J. and Vliet, J. A. J. M., "The high pressure sodium lamp", London, U.K., Mac Millan Educational, 1986.

Blanco, C., Alonso, M., López, E., Calleja, A. and Rico, M., "A single stage fluorescent lamp ballast with high power factor", IEEE-APEC, 1996, pp. 616-627.

European Standard EN 61000-3-2, "Limits for harmonic current emissions", April 1999.

Brañas, C., Azcondo, F. J. and Bracho, S., "Evaluation of an electronic ballast for HID lamps with passive power factor correction", IECON 02, Vol. 1, pp. 317-376, 2002.

Ferrero, F. J., Rico, M., Alonso, J. M., Blanco, C. and Ribas, J., "Analysis and design of an AC/AC resonant converter as a high pressure sodium lamp ballast", IECON'98, Vol. 2, pp. 947-952, 1998.

Sincero, G. C. R., Wuerges, S. A., Perin, J. A., "A 250W high pressure sodium lamp high power factor electronic ballast using an indirect frequency changer", Brazilian Power Electronics Conference - COBEP'05, June 2005. https://doi.org/10.1109/EPE.2005.219295

Reis, F. S. dos, Canalli, V. M. et al., "Low Cost High Power Factor Electronic Ballast For High Pressure Sodium Lamps", Joinville - Brazil. Induscon'04, October 2004, pp. 1000 - 1005.

Licitra, C., Malesani, L., Spiazzi, G., Tenti. P. and Testa, A., "Single-ended soft-swithcing electronic ballast with unity power factor", Proc. of IEEE-IAS Ann. Meet., 1991, pp. 953-958.

Bowers, J. C., Garret, S. J. and Nienhaus, H. A., "A Solid State Transformer", Power Conversion International, May/June, 1980, pp. 56-65. https://doi.org/10.1109/PESC.1980.7089456 DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.1980.7089456

Marjanovic, N., "Semiconductor Auto-Transformer with Continuous Voltage Transformation Ratio Variation", PCI Proceedings, September 1982, pp. 262-267.

Enjeti, P. N. and Choi, S., "An Approach to Realize Higher Power PWM AC Controller", APEC '93. Conference Proceedings 1993, 7-11 March 1993, pp. 323 - 327.

Kim, J. H. and Kwon, B. H., "Three-Phase Ideal Phase Shifter Using AC Choppers", IEE Proc. Electr. Power Appl. Vol. 147, nº147, July 2000, pp. 329-335. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20000510 DOI: https://doi.org/10.1049/ip-epa:20000510

Takei, M., Naito, T. and Ueno, K., "The reverse blocking IGBT for matrix converter with ultra-thin wafer technology", ISPSD 03, pp. 156-159, 2003.

Kaiser, W., Correa, A. F. and Marques, R. P., "Electrode Erosion in Pulse Operated High-Pressure-Sodium Lamps", Industry Applications Conference, 2004. 39th IAS Annual Meeting. Vol. 2, pp. 1362 - 1367.

Malesani, L., Rossetto, L., Spiazzi, G. and Tenti, P., "High efficiency electronic lamp ballast with unity power factor", Conference Record of the 1992 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Vol. 1, pp. 681-688.

Faehnrich, H. and Rasch, E., "Electronic Ballast for Metal Halide Lamps", Journal of Illuminating Engineering Society, Summer 1988, pp. 191-140. https://doi.org/10.1080/00994480.1988.10748733 DOI: https://doi.org/10.1080/00994480.1988.10748733

Laskai, L., Enjeti, P. N. and Pitel, I. J., "White-noise modulation of high-frequency high-intensity discharge lamp ballast", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 34, pp. 597 - 605. https://doi.org/10.1109/28.673731 DOI: https://doi.org/10.1109/28.673731

Odaka, A., Fujimoto, H. et al., "An Application Technique of a Novel IGBT with Reverse Blocking Capability for a Direct Linked Type Converter", EPE2003, September 2003.

Sincero, G. C. R., Franciosi, A. S., Perin, A. J., "A 250W High Pressure Sodium Lamp High Power Factor Electronic Ballast Using an AC Chopper", European Conference on Power Electronics and Applications - EPE'05, September 2005. https://doi.org/10.1109/EPE.2005.219295 DOI: https://doi.org/10.1109/EPE.2005.219295

Kazimierczuk, M. K., Szaraniec, W., "Electronic ballast for fluorescent lamps", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 8, pp. 386 - 395, 1993. https://doi.org/10.1109/63.261008 DOI: https://doi.org/10.1109/63.261008

Sincero, G. C. R., "Reator Eletrônico para Lâmpadas de Vapor de Sódio de Alta pressão de 250W com Alto Fator de Potência Utilizando um Conversor CA-CA" (Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica), Florianópolis, 2005, UFSC. https://doi.org/10.18618/REP.2006.3.207214 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2006.3.207214